DE2218822A1

DE2218822A1 - Vierkanal-FM-Sender und -empfänger

Info

Publication number: DE2218822A1
Application number: DE19722218822
Authority: DE
Inventors: Sukeichi Ikoma Nara; Takezaki Tsuneo Neyagawa Osaka; Miki (Japan)
Original assignee: Matsushita Electric Industrial Co Ltd
Current assignee: Panasonic Holdings Corp
Priority date: 1971-04-15
Filing date: 1972-04-14
Publication date: 1972-11-23
Also published as: GB1377138A; FR2136450A5; CA969240A; DE2218822B2; DE2264591A1; NL7205099A; DE2218822C3

Description

M 3122

PATENTANWÄLTE
Dr.-Ing. ΗΛ'·:τ: R;Jo(JHKE
Οίρ}.-Ιη·..^ι!Γ-Η.. fJULAR

Matsushita Electric Industrial Go. »Ltd»., ΐ006 Kadoma/Osaka (Japan)

Vierkanal-FM-Sender und -empfänger

Die Erfindung betrifft (1) einem FM-Sender, der eine frequenzmodulierte Vierkanalwelle in Übereinstimmung mit einem zusammengesetzten Vierkanal-FM-Signal aussendet und aufweist mindestens ein Hauptkanalaignal (L.+!„+Ε-+Rp), ein erstes Hilfskanalsignal ((L₁+Lg)-(R₁+R₂)isin2flf_flt, ein zweites Hilfskanalsignal C (L.j-L2)+(Ri-R2) ] cos 2?if₈t und ein Steuersignal Psintif t unter Verwendung mindestens eines zusätzlichen Schaltsignals mit einer Grundfrequenz von 38 kHz, (2) einen Vierkanal-PM-Empfanger, der die genannte Vierkanal-fM-Welle empfängt und mit hoher Wiedergabetreue vier Tonsignale L-, L₂, R₁ und R₂ wiedergibt unter Verwendung mindestens eines Demodulationssignals mit einer Grundfrequenz von 38 kHz und (3) eine Vierkanal-FM-Übertragungsanlage, die den Vierkanal-FM-Sender und den Vierkanal-FM-Empfanger umfasst.

Gegenstand der Erfindung ist eine Vierkanal-FM-Sende-, -empfange und -Übertragungsanlage und im besonderen ein einzelner Vierkanal-iM-Sender, -empfänger und eine entsprechende

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Übertragungsanlage, die auch zusammen mit den herkömmlichen FJk-iDinkanal- und Zweikanal-(Stereo) anlagen verwendet werden können·»

Bei einer herkömmlichen FM—Stereoanlage, d»h. bei einer Zweikanalanlage, werden zwei stereophonisch in Beziehung stehende Signale, sogenannte L- und R-Signale ausgesendet und empfangen· Eine Fld-Stereoanlage erzeugt Töne, die realistischer sind als bei einem FM-Einkanalsystem» Das allgemeine Bestreben geht jedoch in letzter Zeit dahin, ein neues System zu schaffen, das eine noch mehr realistischere Wiedergabe ermöglicht als eine FM-Stereoanlage, und das zusammen mit den herkömmlichen Ein- und Zweikanalanlagen verwendbar ist.

Aufgrund dieser Anforderung wurden bisher verschiedene Vierkanal-Flit-Üb er tragungs systeme entwickelt, bei denen zwei zusätzliche Tonsignale, d.h. ein zweites linkes und ein zweites rechtes Tonsignal ausgesendet und empfangen wird. Beispielsweise wird bei dem Vierkanal-FM-Übertragungssystem ein zusammengesetztes FM-Signal verwendet, das zwei zusätzliche FM-Signale aufweist * die dem zweiten linken und dem zweiten rechten Tonsignal entsprechen, und die zusätzlich zu dem herkömmlichen zusammengesetzten Signal ausgesendet werden. Eine solche Vierkanal-FM-Übertragungsanlage wird, jedoch sehr kompliziert und damit sehr teuer, und ferner wird ein sehr weiter Frequenzbereich in Anspruch genommen, wenn zum Erzielen der höchsten Wiedergabetreue jedes der beiden zusätzlichen Tonsignale den vollen Frequenzbereich von 15 kHz besetzt. Diese beiden zusätzlichen FM-Signale überlappen unvermeidlich den Frequenzbereich des in den Vereinigten Staaten von Amerika verwendeten sogenannten S-C.A-Signals (subsidiary communication authorization).

Mit der Erfindung soll eine bessere FM-Übertragungsanlage mit gesondertem Sender und Empfänger geschaffen werden, die billig und einfach herstellbar ist und zusammen mit herkömmlichen Ein- und Zweikanaleinrichtungen verwendet werden kann, und die einen schmalen Frequenzbereich besetzt und eine hohe Wiedergabetreue aufweist.

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Die Erfindung sieht die Verwendung von vier Tonsignalen vor und zwar ein erstes linkes Signal L₁, ein zweites linkes Signal L₂, ein erstes rechtes Signal R₁ und ein zweites rechtes Signal Rp. Das Summensignal L₁+Lp und das Suramensignal R₁H-Rg entspricht dem L- bezw. dem R-Signal bei einer herkömmlichen Stereoanlage. Das nach der Erfindung benutzte zusammengesetzte FM-Signal umfasst mindestens ein Hauptkanalsignal, ein erstes Hilfskanalsignal, ein zweites Hilfskanalsignal und ein Steuersignal. Ein Merkmal der Erfindung ist darin zu sehen, dass die im zusammengesetzten FH-signal, mit Ausnahme des Hauptkanalsignals und des Steuersignals, enthaltenen Signale sämtlich amplitudenmodulierte und unterdrückte Trägersignale sind.

Bei einer herkömmlichen FM-Stereoanlage wird ein Schaltsignal mit einer Grundfrequenz von 38 kHz benutzt zum Erzeugen eines zusammengesetzten Stereo-FM-Signals und zum Wiedergeben der L- und R-Signale. Andererseits wird nach der Erfindung mindestens ein weiteres Schaltsignal mit derselben Grundfrequenz von 38 kHz jedoch mit einer um tl/Z Radiant von der Phase des herkömmlichen Schaltsignals abweichenden Phase verwendet, um ein zusammengesetztes Vierkanal-F-M-Signal erzeugen und die L₁-, Lp-» R₁- und R₂-Signale wiedergeben zu können. Dies stellt ein weiteres Merkmal der Erfindung dar.

Mach der Erfindung wird ferner das zusammengesetzte FM-Signal von mindestens den herkömmlichen Signalen und den zusätzlichen Schaltsignal erzeugt und weist auf mindestens ein Hauptkanalsignal (L-j+Lg+R.^+ R₂), ein erstes Hilfskanalsignal fL..+Lp) - (R.j+R₂)j sin 2TCf t, ein zweites Hilfskanalsignal ML₁-L₂) + (R₁-R₂)I cos 2 ftf_st und ein Steuersignal Psintffgt, wobei f eine konstante Frequenz von 38 kHz und t die Zeit bedeutet. Ein besonderes Merkmal der Erfindung ist in dem zweiten HilfskanalGignal'zu sehen.

Bei der einfachsten Ausführungsform -der Erfindung wird zusätzlichen zu dem herkömmlichen Schaltsignal nur ein weiteres Schaltsignal mit einer Grundfrequenz von 38 kHz und mit einer Phasenabweichung von 7t/2 Radiant in bezug auf die Phase des herkömmlichen Schaltsignals verwendet. In diesem Falle kann das

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zusätzliche Schaltsignal ohne Schwierigkeiten und mit der geeigneten Phase erzeugt werden, so dass diese einfache Ausführungsform höchst billig und einfach herstellbar ist.

Die Erfindung wird nunmehr ausführlich beschrieben. In den beiliegenden Zeichnungen ist die

Pigol ein Blockschaltbild einer Ausführungsform eines erfindungsgemäßen Senders,

Fig.2 (A,B,C) je eine graphische Darstellung der Frequenzansprache der verschiedenen Tiefpassfilter, die im erfindungsgemäßen Sender verwendet werden sollen,

Fig«3 (A,B,C,D) je eine graphische Darstellung des Frequenzspektrums der verschiedenen zusammengesetzten FM-Signale, die ber Verwendung der verschiedenen Tiefpassfilter im Sender nach der Erfindung erhalten werden,

Pig.4 ein Blockschaltbild einer Ausführungsform eines Empfängers nach der Erfindung,

Pig. 5 (A,B) je eine graphische Darstellung der Frequenzansprache von Ausgleichskreisen, die im Empfänger nach der Erfindung benutzt werden und die

Pig»6 (A,B) je eine Skizze zum Erläutern der verschiedenen akustischen Felder, die vom Empfänger nach der Erfindung erzeugt werden.

Der Vierkanalsender nach der Erfindung weist auf mindestens vier Eingangskontakte für ein erstes linkes Tonsignal L-, für ein zweites linkes Tonsignal L₂, für ein rechtes Tonsignal R₁ und für ein zweites rechtes Tonsignal Ep» vier Tonverstärker, die an die betreffenden Eingangskontakte angeschlossen sind, und die mit je einem Vorbetonungskreis versehen sind, einen Steuersignalgenerator, der ein Steuersignal mit einer Frequenz von 19 kHz nach dem Ausdruck P sin It ft erzeugt, wobei P eine Konstante, f die Frequenz von 38 kHz und t die Zeit ist, einen ersten Schaltsignalgenerator, der mit dem Steuersignalgenerator in Verbindung steht und ein erstes Schaltsignal mit einer Grundfrequenz von 38 kHz mit der gleichen Phase wie das Steuersignal erzeugt, einen zweiten Schaltsignalgenerator, der ein zweites

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Schaltsignal mit einer Grundfrequenz von 38 kHz und mit einer Phase erzeugt, die um 7^/2 Radiant von der Phase des ersten Schaltsignals abweicht, Schaltmittel, mit denen die vier Tonverstärker und die genannten beiden Schaltsignalgeneratoren verbunden sind, welche Schaltmittel die genannten Signale L₁, L₂, R₁ und R₂ mit Hilfe der ersten und zweiten Schaltsignale zu einem Signal so zusammenschalten, das enthält mindestens ein Hauptkanalsignal nach dem Ausdruck (L^L^R^Rr,), ein erstes Hilfskanalsignal nach dem Ausdruck ML₁H-L₂) - (R₁H-R₂)) sin 27t f_st und ein zweites Hilfskanalsignal nachdem Ausdruck HL₁-L₂) + (R₁-R₂) cos 2T£f_g4·, eine matrixbildende Einrichtung, die mit den Schaltmitteln und mit dem Steuersignalgenerator in Verbindung steht und mindestens das Hauptkanalsignal, das erste Hilfskanalsignal, das zweite Hilfskanalsignal und das Steuersignal zu einem zusammengesetzten FM-Signal vereinigt, und Übertragungsmittel, die das zusammengesetzte FM-Signal empfangen und einen Frequenzmodulator und einen Trägersignalgenerator einschließen, der ein frequenzmoduliertes Trägersignal erzeugt, das dem zusammengesetzten FM-Signal entspricht.

Nach der Erfindung soll der Ausdruck "ein Signal schalten mit Hilfe eines Schaltsignals" bedeuten (1) das Signal während einer Halbperiode einer jeden vollen Periode des Schaltsignals weiterzuleiten, nicht jedoch während der anderen Halbperiode und, wenn erforderlich, auch (2) das Signal umzupolen. Zum Durchführen der Funktion (1) und/oder (2) sind verschiedene Schaltkreise bekannt. Als Beispiele hierfür seien angeführt Gatterschaltungen, UND-Gatter, Negations-UND-Gatter und abgeglichene Modulationsschaltungen. Diese Schaltungselemente können aus Transostorschaltern, Diodenschaltern usw. bestehen. Die Schaltmittel nach der Erfindung bestehen aus einer Kombination mehrerer Schaltkreise.

Der Vierkanal-FM-Empfänger nach der Erfindung weist auf mindestens eine Empfangseinrichtung mit wenigstens einem Frequenzdiskriminator, der ein frequenzdiskriminiertes Signal erzeugt, das dem zusammengesetzten FM-Signal entspricht, eine auf das Steuersignalsaisprechende Einrichtung, die mit der

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Empfangseinrichtung verbunden ist und auf das im frequenzdiskriminierten Signal enthaltene Steuersignal anspricht,einen ersten Demodulationssignalgenerator, der mit der auf das Steuersignal ansprechenden Einrichtung verbunden ist und unter der Kontrolle des Steuersignals ein erstes Demodulationssignal erzeugt, das eine Grundfrequenz von 38 kHz und die gleiche Phase wie das Steuersignal aufweist, einen zweiten Demodulationasignalgenerator, der unter dex Kontrolle des Steuersignals ein zweites Demodulationssignal erzeugt, das eine G-rundfrequenz von 38 kHz und eine Phase aufweist, die um K/2 rad von der Phase des ersten Demodulationssignals abweicht, eine Demodulationsschalteinriehtung, die mit der Empfangseinrichtung verbunden und mit den genannten beiden Demodulationssignalgeneratoren verbunden ist, und die das frequenzdiskriminierte Signal mit Hilfe der genannten beiden Demodulationssignale si umschaltet, dass die genannten Signale L₁, L«, R₁ und Rp gesondert wiedergegeben werden.

Unter Hinweis auf die Fig.1 wird nunmehr eine Ausführungsform der Erfindung beschrieben.

In der 3?ig,1 sind mit 1, 2, 3 und 4 die Eingangskontakte bezeichnet, denen ζ·Β. von vier Mikrophonen aus ein erstes linkes Tonsignal L₁, ein zweites linkes Tonsignal L«, ein erstes rechtes Tonsignal R₁ und ein zweites rechtes Tonsignal Rp zugeführt wird. An die vier Eingangskontakte 1, 2, 3, 4 sind vier Tonverstärker 5, 6, 7 und 8 angeschlossen, von denen jeder Verstärker einen Vorverstärkungskreis enthält. Ein Steuersignalgenerator 20 erzeugt ein Steuersignal mit einer Frequenz von 19 kHz nach dem Ausdruck P sin ft ft , wobei P eine Konstante, f die Frequenz von 38 kHz und t die Zeit ist. Mit dem Steuersignalgenerator 20 steht ein erster Schaltsignalgenerator 19 in Verbindung, der ein erstes Schaltsignal mit einer Grundfrequenz von 38 kHz und mit der gleichen Phase wie das Steuersignal erzeugt. Der erste Schaltsignalgenerator kann beispielsweise aus einem Frequenzverdoppler bestehen sowie auch aus einem Frequenzteiler. Ein zweiter Sehaltsignalgenerator 18 erzeugt ein zweites Schaltsignal mit einer Grundfrequenz von 38 kHz und einer Phase, die um Tt/2 rad von der Phase des ersten Schaltsignals abweicht. Der zweite Schaltsignalgenerator 18 kann aus einem TT/2-Phasenschieber

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der mit dem ersten Schaltsignalgenerator 19 verbunden ist. An eine als Ganzes mit 30 bezeichnete Schalteinrichtung sind die genannten vier Tonverstärker 5,6,7,8 und die beiden Schaltsignalgeneratoren 18 und 19 angeschlossen, welche Schalteinrichtung •iiiit Hilfe der ersten und zweiten Schaltsignale die Signale L₁ , Lp , R₁ und R₂ zu einem Signal zusammenschaltet, das mindestens ein Hauptkan_alsignal nach dem Ausdruck (L₁+1^+R₁+Rg), ein erstes Hilfskanalsignal nach dem Ausdruck S(L^L₂) - (R₁H-R₂)J sin 2 7tf_gt und ein zweites Hilfskanalsignal nach dem Ausdruck

cos 27tfgt enthält» Die genannte Schalteinrichtung 30 kann aus Schaltkreisen jeder Art bestehen, mit denen die vier Tonverstärker 5,6,7,8 und die beiden Schaltsignalgeneratoren 19 und 18 verbunden werden, und die die Signale L₁ L₀ , R₁ und R₂ mit Hilfe der genannten beiden Schaltsignale zu einem Signal zusammenschalten, das enthält mindestens das genannte Hauptkanalsignal und die genannten beiden Hilfskanalsignale. Die Fig.1 zeigt ein Beispiel für eine solche Schalteinrichtung 30.

Diese Schalteinrichtung 30 besteht aus ersten, zweiten und dritten Hilfeschaltmittein 27, 28, 29. Das erste Hilfsschaltmittel 27 empfängt die Signale L₁ und L₂ und steht mit dem zweiten Schalteignalgenerator 18 in Verbindung, wobei abwechselnd (1) das Signal L₁ während einer Halbperiode einer jeden vollen Periode des zweiten Schaltsignals und (2) das Signal L₂ während der anderen Halbperiode einer jeden vollen Periode des zweiten Schaltsignals weitergeleitet wird mit dem Ergebnis, dass ein erstes Hilfssignal mL erzeugt wird. Die ersten Hilfsschaltmittel 27 nach der i'ig. 1 bestehen aus den Schaltkreisen 9 und 10, die die Signale L₁ und L₂ empfangen, sowie aus einer Hilfsmatrix 13. Die Schaltkreise 9 und 10 werden von zweiten Schaltsignal betätigt, wobei die Ausgangssignale L₁S₁ und L₂S₂ erzeugt werden. Lie Hilfsmatrix 13 empfängt und addiert die Ausgangssignale L^S₁ und L₂Sg,wobei das erste Hilfssignal mL erzeugt wird. Das zweite Hilfsschaltmittel 28 empfängt die Signale R₁ und R₉ und besteht aus den Schaltkreisen 11, 12 und aus der Hilfsmatrix

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und erzeugt ein zweites Hilfssignal mR in der gleichen V/eise in der das Signal mL im ersten Hilfsschaltmittel 27 erzeugt wird. Das dritte Hilfsschaltmittel 29 empfängt die beiden genannten Hilfssignale mL und ml und besteht aus den Schaltkreisen 15» und aus der Hilfsmatrix 17· Die Hilfsschaltkreise 15, 16 empfangen die beiden genannten Hilfssignale mL und mR und werden vom ersten Schaltsignal betätigt, wobei die Ausgangssignale ML(t) und ME(t) erzeugt werden. Die Hilfsmatrix 17 empfängt und addiert die Ausgangssignale ML(t) und ME(t), wobei das genannte geschaltete Signal erzeugt wird.

Mit der genannten Schalteinrichtung 30 steht eine Matrix in Verbindung sowie mit dem Steuersignalgenerator 20 und addiert das geschaltete Signal aus der Schalteinrichtung 30 zu dem Steuersignal, wobei ein Ausgangssignal M₁Ct) erzeugt wird. Mit der Matrix 21 steht ein Tiefpassfilter 22 in Verbindung, das die im Ausgangs.signal M₁ (t) enthaltenen unnötigen Harmonischen unterdrückt, wobei ein zusammengesetztes FM-Signal M (t) erzeugt wird. Ein weiterer Steuersignal 25 erzeugt ein weiteres Steuersignal mit einer Frequenz von 57 kHz nach dem Ausdruck P'sin 3 7tf_4, wobei P¹ eine Konstante ist, welcher Generator 25 über einen Schalter 26 mit der Matrix 21 verbunden ist. Wird der Schalter 26 geschlossen, so wird das genannte weitere Steuersignal zur Matrix 21 geleitet mit der Folge, dass das zusammengesetzte FM-Signal dieses weitere Steuersignal mit einer Frequenz von 57 kHz enthält. Dieses Steuersignal mit einer Frequenz von 57 kHz kann in einem Vierkanal-FM-Empfänger benutzt werden, um anzuzeigen, ob die empfangene Welle eine Vierkanal-FM-Welle ist oder nicht, so dass der Empfang des Empfängers selbsttätig auf Einkanal-Zweikanal- oder Vierkanalempfang umgeschaltet werden kann. Es wird darauf hingewiesen, dass dieses 57 kHz-Steuersignal die Hauptkanal- und die Hilfskanalsignale in einem zusammengesetzten FM-Signal nicht stört. Eine Übertragungseinrichtung 23 empfängt das zusammengesetzte FM-Signal und besteht aus einem Trägersignalgenerator zum Erzeugen eines Trägersignals und aus einem Frequenzmodulator, welches Trägersignal frequenzmoduliert wird in Übereinstimmung mit dem zusammengesetzten FM-Signal, wobei als Ergebnis eine FM-Sendewelle erzeugt wird. Mit der Übertragungs-

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oder Sendeeinriehtung 23 steht eine Antenne 23 zum Aussenden der Sendewelle in Verbindung.

Unter Hinweis auf die fig.4 wird nunmehr eine Ausführungsform eines Vierkanal-FM-Empfängers nach der Erfindung beschrieben.

Eine Antenne 40 empfängt die Vierkanal-FM-Welle, die in Übereinstimmung mit einem zusammengesetzten 3?M-Signal frequenzmoduliert ist und mindestens ein Signal nach dem Ausdruck

) + |(L₁+L₂)-(R₁+ß₂)jsin 2 71 f_flt +[(L₁-L₂)H-(R₁-H₂)J cos cos 2 It ft + P sin ftf t

S S

enthält, wobei Lj, L2» Ri und R2 erste und zweite linke Tonsignale bezw· erste und zweite rechte Tonsignale sind, und ferner ist f die Frequenz von 38 kHz, P ist eine Konstante, t ist die Zeit und P sin7Cf_st ist ein Steuersignal mit einer Frequenz von 19 kHz.

Mit der Antenne 40 steht eine Empfangseinrichtung 4I in Verbindung, die mit mindestens einem Frequenzdiskriminator ausgestattet ist, der ein dem zusammengesetzten FM-Signal M (t) entsprechendes frequenzdiskriminiertes Signal erzeugt. Mit der ■ Empfangseinrichtung 41 ist eine auf das Steuersignal ansprechende Einrichtung 57 verbunden, welches Steuersignal in dem frequenzdiskriminierten Signal M (t) enthalten ist. Mit der auf das Steuersignal ansprechenden Einrichtung steht ein erster Demodulationssignalgenerator 58 in Verbindung, der unter der Kontrolle des Steuersignals ein erstes Demodulationssignal erzeugt, das eine Grundfrequenz von 38 kJz und die gleiche Phase aufweist wie das Steuersignal. Ein zweiter Demodulationssignalgenerator 59 erzeugt unter der Kontrolle des Steuersignals ein zweites Demodulationssignal mit einer Grundfrequenz von 38 kHz und mit einer Phase, die umIC/2 rad von der Phase des ersten Demodulationssignals abweicht. Als Beispiel für einen ersten Demodulationssignalgenerator wird ein Frequenzverdoppler angeführt, der die Frequenz des Steuersignals verdoppelt, wobei das erste Demodulationssignal mit einer Grundfrequenz von 38 kHz und mit der gleichen Phase wie das Steuersignal erzeugt wird. Als Beispiel für den zweiten Demodulationssignalgenerator 59 wird eine mit dem ersten Generator 58 in Verbindung stehende

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Phasenschieberschaltung, die die Phase des ersten Demodulationssignals um "ft/2 rad verschiebt, wobei das zweite Demodulationssignal mit einer Grundfrequenz von 38 kHz und einer Phase erzeugt wird, die um 71/2 rad gegen die Phase des ersten Demodulationssignals verschoben ist. Ferner kann die Kombination aus der auf das Steuersignal ansprechenden Einrichtung 37 mit den beiden Demodulationssignalgeneratoren 58, 59 aus einer Phasenverkopplungsschaltung PLL bestehen, in der die genannte Einrichtung 57 nit den Signalgeneratoren 58, 59 verkoppelt wird, wenn eine sehr genaue Festlegung der Beziehung der Frequenzen und der Phasen zwischen dem Steuersignal und den beiden Demodulationssignalen erforderlich ist. Eine als Ganzes mit 66 bezeichnete Demodulationsschalteinrichtung steht mit der Empfangseinrichtung 41 und mit den beiden Demodulationssignalgeneratoren 58, 59 in Verbindung und weist vier Ausgangskontakte auf, welche Demodulationsschalteinrichtung das frequenzdiskriminierte Signal mit Hilfe der beiden Demodulationssignale so umschaltet, dass an den genannten Ausgangskontakten einzeln die betreffenden Signale L₁, L₂, R₁ und Rp erzeugt werden. Die genannte Demodulationsschalteinrichtung 66 kann aus allen Arten von Schaltkreisen zusammengesetzt werden, welchem Falle das frequenzdiskriminierte Signal empfangen und den beiden Demodulationsaignalgeneratoren 58, 59 zugeführt wird, wobei das frequenzdiskriminierte Signal mit Hilfe der beiden Demodulationssignale so umgeleitet wird, dass die Signale I₁, L₂, R. und R₂ einzeln erzeugt werden. Die Fig.4 zeigt ein Beispiel für eine solche Demodulationsschalteinrichtung 66, die eine erste Demodulationshilfsachalteinrichtung 63 aufweist, der das frequenzdiskriminierte Signal zugeführt wird, die mit dem ersten Demodulationssignalgenerator 58 verbunden ist und ein erstes geschaltetes Demodulationssignal erzeugt, wobei das frequenzdiskriminierte Signal während einer Halbperlode einer jeden vollen Periode des ersten Demodulationssignals weitergeleitet wird, und ferner wird auf die gleiche Weise während der anderen Halbperiode ein zweites geschaltetes Demodulationssignal erzeugt. Die Demodulationsschalteinrichtung 66 weist ferner auf eine zweite Demodulationshilfsschalteinrichtung 64 (Fig.4)» der das erste geschaltete Demodulationssignal zugeführt wird, und die mit dem zweiten Demodulationssignal-

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generator 59 in Verbindung steht, wobei das Signal L.. dadurch erzeugt wird, dass das erste geschaltete Demodulationssignal während einer Halbperiode des zweiten Demodulationssignals weitergeleitet wird, während das Signal L₂ dadurch erzeugt wird, •dass das erste geschaltete Demodulationssignal während der anderen Halbperiode weitergeleitet wird. Die Demodulationsschalteinrichtung weist weiterhin auf eine dritte Demodulationshilfssehalteinrichtung 65, die das geschaltete zweite Demodulationssignal empfängt, und die mit dem zweiten Demodulationssignalgenerator 59 in Verbindung steht, wobei das Signal IL dadurch erzeugt wird, dass das geschaltete zweite Demodulationssignal während einer Halbperiode des zweiten Demodulationssignal weitergeleitet wird, während das Signal R₂ dadurch erzeugt wird, dass das geschaltete zweite Demodulationssignal während der anderen Halbperiode weitergeleitet wird. Die genannte erste Demodulationshilfsschalteinrichtung 63 enthält die Schaltkreise 43» 44, die das frequenzdiskriminierte Signal empfangen und vom ersten Demodulationssignal betätigt werden, wobei die geschalteten ersten und zweiten Demodulations signale erzeugt werden. Die zweite Demodulationshilfsschalteinrichtung 64 besteht aus den Schaltkreisen 45» und 46, die das erste geschaltete Demodulationssignal empfangen und vom zweiten Demodulationssignal so betätigt werden, dass die Signale L₁ und L₂ wiedergegeben werden. Die dritte Demodulationshilfsschalteinrichtung 65 besteht aus den Schaltkreisen 47 und 48, die das geschaltete zweite Demodulationssignal empfangen und vom zweiten Demodulationssignal so betätigt werden, dass die Signale R₁ und R₂ wiedergegeben werden.

Die Tonverstärker 49, 50 und 51 stehen mit der Demodulationsschalt einrichtung 66 in Verbindung, Wie aus der Fig.4 zu ersehen ist, sind die Tonverstärker 49 und 50 mit der ersten Demodulationshilf sschalteinrichtung 64, im besonderen mit den Schaltkreisen 45 und 46 verbunden, während die Tonverstärker 51 und 52 mit der zweiten Demodulationshilfsschalteinrichtung 65, im besonderen mit den Schaltkreisen 47 und 48 verbunden sind» Alle Verstärker 49, 50, 51 und 52 enthalten einen Dämpfungskreis und führen den Lautsprechern 53, 54, 55 und 56 die Tonsignale L₁, L₂, R₁ und R₂ gesondert zu.

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Zwischen die Empfangseinrichtung 41 und die Demodulationsschalteinrichtung 66 ist eine Abgleicheinrichtung eingeschaltet, die mit 42 bezeichnet ist, und die das frequenzdiskriminierte_wei^_ere Signal M (t) zum Signal Mp(t) abgleicht. Eine weitere, auf das/ Steuersignal ansprechende Einrichtung 60 ist mit der Empfangseinrichtung 41 verbunden und spricht auf das Steuersignal von 57 kHz an, das im frequenzdiskriminierten Signal enthalten ist. Ein Schalter 61 ist zwischen die Demodulationsschalteinrichtung 66 und den zweiten Demodulationssignalgenerator 59 geschaltet und ferner mit der auf das weitere Steuersignal ansprechenden Einrichtung 60 verbunden, welcher Schalter vom Ausgangssignal der auf das weitere Steuersignal ansprechenden Einrichtung 60 geöffnet und geschlossen wird. Eine Lampe 62 ist mit der auf das weitere Steuersignal ansprechenden Einrichtung 60 verbunden und erhält Strom, wenn der Empfänger eine Vierkanal-FM—Welle empfängt, die ein Steuersignal von 57 kHz enthält .Es ist natürlich freigestellt, ob die Kombination mit der Einrichtung 30, der Lampe 62 und dem Schalter 61 verwendet wird oder nicht. Wird der Schalter 61 nicht benutzt, so wird der zweite Demodulationssignalgenerator 59 mit der Demodulationsschalteinriehtung 66 direkt verbunden.

Anstelle der Abgleicheinrichtung 42 kann eine nicht dargestelle Subtraktionseinri'chtung benutzt werden, in welchem Falle die Empfangseinrichtung 41 und die Demodulationsschalteinriehtung 66 direkt mit einander verbunden werden, wobei die Subtraktionseinrichtung zwischen den Ausgangskontakt der Empfangseinrichtung 41 und jeden Ausgangskontakt der Demodulationsschalteinriehtung 66 geschaltet wird, um eine gegenseitige Beeinflussung der vier wiedergegebenen Signale L₁, L₂, R₁ und Rp zu vermindern. Das in die Subtraktionseinrichtung geleitete frequenzdiskriminierte Signal wird von der Subtraktionseinrichtung umgepolt, gedämpft und allen Ausgangskontakten der Demodulationsschalteinriehtung 66 zugeführt.

Es wurde bisher ein Ausführungsbeispiel für einen Sender und einen Empfänger nach der Erfindung beschrieben. Wie aas der Beschreibung zu ersehen ist, beruht der Erfindungsgedanke darauf, ein zusammengesetztes JTIvI-Signal zu erzeugen, das mindestens

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ein Signal nach dem Ausdruck

)j sin 2 Ttf_gt cos 27t f_gt + P sinTCfgt

enthält, und bei der Erzeugung des zusammengesetzten Mvl-Signals mindestens ein Schaltsignal (zusätzliches Schaltsignal) zu benutzen, das die gleiche Grundfrequenz aufweist wie das herkö'mni-. liehe Schaltsignal sowie eine Phase, die um %/2 rad gegen die Phase des herkömmlichen Schaltsignals verschoben ist.

Bei der Vierkanal-PM-Sendeanlage nach der Erfindung ist der erfindungsgemäße Sender und Empfänger vorgesehen. Nach den figuren 1 und 4- sind Antennen zum Ausstrahlen und Empfangen der Radiowelle vorgesehen. Anstelle von Antennen können jedoch auch Sendekabal verwendet werden· Einzelheiten der Vierkanal-FM-Übertragungsanlage nach der Erfindung werden nicht weiter beschrieben, da deren Aufbau und Wirkungsweise aus der vorstehenden Beschleibung zu ersehen ist.

Zum Erläutern der Arbeitsweise aller bei dem oben beschriebenen Sender und Empfänger benutzten Einrichtungen werden die an diesen Einrichtungen auftretenden Signale unter Verwendung mathematischer Ausdrücke behandelt.

Wie aus der I*ig.1 zu ersehen ist, werden die Signale L₁ und R. mit Hilfe des zweiten Schaltsignals während der einen Halbptriode dieses Signals und die Signale L₂ und R₂ während der anderen Halbperiode umgeschaltet. Die eine Halbperiode des Schaltsignals wird hiernach mit S₁ und die andere Halbperiode mit S₂ bezeichnet. S₁ und S₂ können durch die nachstehenden Gleichungen ausgedrückt werden:

12 2 2

S₁ = Tjr■+ §f cos 2TCf_st - -φ-r cos 6 7tf_st + cos &= cos 1O7if_gt

(1)

^S2 ⁼ \ " f ^cos ^2utB^{t +} W ^{cos 6ltf}s^t " fir ^{COS 107tf}s^t '· (²^

Die Ausgangssignale aus den Schaltkreisen 9,10,11,12 können ausgedrückt werden durch die Produkte aus (L₁, L_?, R₁, R_?) und (S₁, S₂, S₁, S₂), d.h. L₁S^-L₂S₂, R₁S₁ und R₂S₃. Das Ausgangssignal mL der ersten Hilfsschalteinrichtung 27 und das Ausgangssignal mR der zweiten Hilfsschalteinrichtung 28 kann daher

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ausgedrückt werden durch

(₁^₂S₂) und (R₁S^₂₂)

Das Signal mL wird vom ersten Sciialtsignal während einer Halbperiode dieses Signals und das Signal niR während der anderen Halbperiode umgeschaltet. Das erste Schaltsignal während der einen und der anderen Halbperiode wird hiernach mit SL und SE bezeichnet. SL und SR kann durch die folgenden Gleichungen ausgedrückt werden:

« £ + |- sin 2 7£f_at + ^ sin 6 K t_Qt + ^- cos 1O«f_st +.. (3)

SR = £ - I sin 2ttf_st -Ä sin 6 % f _Qt - -^L. _Cos 10Ä f_flt -.. (4)

Ä sin 6 % f _Qt - -^L. _Cos 10Ä f_fl

Die Ausgangssignale ML(t) und MR(t) aus den Schaltkreisen 15 und 16 können ausgedrückt werden als die Produkte aus (mL, mR) und SL, SR), d.h. mL-SL bezw· mR· SR . Das Ausgangssignal MJj (t) (umgeschaltetes Signal) der dritten Hilfsschalteinrichtung 29 (d.h. der Schalteinrichtung 30) kann durch die nachstehenden Gleichungen ausgedrückt werden:

M»(t) = mL.SL+mR.SR - (L₁ S^LgS₂)SL+(E₁ S₁+R₂S₂)SR

= L₁S₁SL+L₂S₂SL+R₁S₁SR+R₂S₂SR (5)

Das Ausgangssignal M₁Ct) aus der Matrix 21 kann daher wie folgt ausgedrückt werden:

= L₁S₁SL+L₂S₂SL+R₁S₁SR+R₂S₂SR+P

(L₁+!2+R₁+E₂)+ P
[(L₁+L₂)-(B₁+E₂)j sin 2iC

i [(L₁-L₂J ₊ (R₁-R₂)J cos 21t f_st

sin 4itf_Bt

cos 6ltf_st (6)

Weist nun das Tiefpassfilter 22 eine Frequenzansprache nach der Fig.2(B) auf (Sperrfrequenz 91 kHz),, so kann das Eingangssignal M ..(t) für die Übertragungseinrichtung 23 (d.h. ein zuammengeaetztes Vi er kanal signal, I'M) durch die nachstehende Gleichung ausgedrückt werden, da alle im Signal M₁. (t) enthaltenen

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und 91 kHz übersteigenden Frequenzen vom Tiefpassfilter unterdrückt werden.

M₀₁ (t) = (I₁+Ig+R.,+R₂) + P sin ft igt

sin 2tif_Bt

cos 2Tti₈t

+[(I₁-I₂J-(R₁-R₂)] sin 4iif_st (7)

Dieses Signal M_Qi(t) ist das Vorbild für das zusammengesetzte Vierkanal-FM-Signal nach der Erfindung. Der erste Ausdruck stellt das Hauptkanalsignal und der zweite Ausdruck das Steuersignal dar. Der dritte Ausdruck stellt das erste Hilfskanalsignal dar, das ein unterdrücktes UnterträgerSignal mit Amplitudenmodulation nach dem Ausdruck >(L "+I₂J-(R^R₂) s" ist« Der vierte Ausdruck stellt das zweite Hilfskanalsignal das, das ein unterdrücktes Unterträgersignal mit Amplitudenmodulation nach dem Ausdruck

ist. Der fünfte Ausdruck stellt ein drittes

Hilfskanalsignal dar, das ein unterdrücktes Unterträgersignal mit Amplitudenmodulation nach dem Ausdruck (L-Ip)-(L-En) ist. Das Frequenzspektrum des zusammengesetzten FM-Signals M ..(t) ist aus der Pig.3(0) zu ersehen. Nach dieser Figur werden vier einzelne Tonsignale von einem frequenzmodulierten Träger übertragen in Übereinstimmung mit dem zusammengesetzten FM-Signal " MQ-i (t), wobei jedes der vier Tonsignale eine Frequenz bis zu 15 kHz umfassen kann, so dass eine hohe Wiedergabetreue gewährleistet ist.

Weist das Tiefpassfilter 22 eine Frequenzansprache nach der Fig.2(A) auf (Sperrfrequenz 53 kHz), so kann das Eingangssignal für die Übertragungseinrichtung 23 (d.h.ein weiteres zusammengesetztes Vierkanal-FM-Signal) durch die nachstehende Gleichung ausgedrückt werden, da alle im Signal M₁(t) enthalten Frequenzen von mehr als 53 kHz vom Tiefpassfilter unterdrückt werden.

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M_o2(t) = (L^2+R₁+R₂) + P sin ftf_st + [(1.,+L₂) - (R₁H-R₂)J sin 2Hf_gt

⁺ [(L₁-L₂) + (R₁-R₂)] cos 2ltf_st (8)

Dieses Signal M ₂(t) stellt eine Abart des zusammengesetzten Vierkanal-FM-Signals nach der Erfindung dar. Bei der Vierkanal-FM-Sendeanlage nach der Erfindung sind mindestens alle Komponenten nach den Frequenzausdrücken des Signals M „(t) erforderlich, da anderenfalls die Anlage ihre Vierkanalfunktion nicht ausführen kann. Aus der Fig.3(B) ist das Frequenzspektrum des zusammengesetzten FH-Signals M-(O ^zu ersehen, und wie leicht einzusehen ist, überlappt das Signal M p(t) nicht den Frequenzbereich des SCA-Signals, und ferner ist der Frequenzbereich des Signals M ₂(t) gleich dem Frequenzbereich des herkömmlichen zusammengesetzten Stereosignals. Da der Frequenzbereich des Signals M ₂(t) schmal ist für ein zusammengesetztes Vierkanal-FM-Signal, so können die Tonsignale mit ausgezeichneter G-üte ausgesendet und empfangen werden. Das Signal M ₂(t) isi» ^dem Signal M -(t) natürlich etwas unterlegen im Hinblick auf die Abgrenzung der vier (Eonsignale von einander.

Weist das Tiefpassfilter 22 eine Frequenzansprache nach der Fig.2(C) auf (Sperrfrequenz 76 kHz), so kann das Eingangssignal für die Übertragungseinrichtung 23 (d.h.« noch ein weiteres zusammengesetztes Vierkanal-FM-Signal) durch die nachstehende Gleichung ausgedrückt werden, da alle 91 kHz übersteigenden Frequenzen und die 76 kHz übersteigenden Frequenzkomponenten des fünften Ausdrucks im IiL (t)-Signal vom Tiefpassfilter unterdrückt werden. _M (_t) ₌ (L₁+L^R₁+R₂) + P sin ftf _st

+ [(L₁₊L₂) - (R₁₊R₂)J sin 2?£f_Bt ' +[(L₁-L₂) + (R₁-R₂)J cos 27t f_st

+ [(L₁-L₂) - (R₁-R₂)J sin 4trf_st

+ A cos 4tff_st (9)

wobei A ein Tonsignal nach dem Ausdruck [ ("L-Jj^)-(R-R₂) j / /t/² rad ist, d.h. ein Tonsignal, dessen Phase um K/2 gegen die Phase

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eines Tonsignals nach dem Ausdruck ML₁-Lg)-(R₁-R₂)J verschoben ist. Die Kombination der fünften und sechsten Frequenzausdrücke des Signals M ,(t) stellt offenbar eine einzelne Seitenbandwelle dar. Das Frequenzspektrum des Signals M_Q,(t) ist aus der FIg₀ 3(D) zu ersehen. Obwohl das Verfahren bei der Erzeugung des Signals M ,(t) etwas schwieriger durchführen ist als bei dem Prototypsignal M .,(t), so können die Tonsignale bei Benutzung des Signals M ,(t) weitaus besser ausgesendet und empfangen werden als bei Verwendung des Signals M_Qi(t).

Ein herkömmliches FM-Stereosignal kann bei dem Sender nach der Erfindung gleichfalls erzeugt werden, in welchem Falle die erste und die zweite Hilfsschalteinrichtung 27 und 28 die Signale L₁, L₂, R₁ und R₂ nicht weiterleiten, während die Sperrfrequenz des Tiefpassfilters 22 - 53 kHz beträgt. Das herkömmliche zusammengesetzte Stereo-FM-Signal wird daher erhalten, wenn der Sender nach der Erfindung (Fig.3(A) benutzt wird. Die obengenannte Funktion, dass die beiden Hilfsschalteinrichtungen 27 und 28 die Signale L₁, L₂, R₁ und R₂ nicht umschalten, kann dadurch verwirklicht werden, dass beispielsweise die genannten beiden Hilfsschalteinrichtungen 27» 28 entfernt werden und/oder der zweite Schaltsignalgenerator 18 (Fig.1). Hieraus geht hervor, dass der Sender nach der Erfindung verwirklicht werden kann durch Einbau der ersten und der zweiten Hilfsschalteinrichtung 27 und 28 und des zweiten Schalteignalgenerators 18 in einen herkömmlichen FM-Stereosender. M.a.W., die beiden Sehalteinrichtungen 27, 28 und der zweite SehaltSignalgenerator 18 können zusammen auch als ein Adapter angesehen werden, mit dem ein herkömmlicher FM-Stereosender ausgestattet werden kann.

Es wird ferner darauf hingewiesen, dass die Vierkanal-FM-Sendewelle mit dem zusammengesetzten FM-Signal M ft) (Ii ..(t), M ₂(t) oder M ,(t) mit einem herkömmlichen Einkanal- oder mit einem Steraoempfanger empfangen werden kann. Bei Empfang mit einem normalen Einkanal-FM-Empfänger wird nur das Hauptkanalsignal L^L₂H-R₁H-R₂ empfangen und wiedergegeben. Bei Empfang mit einem normalen Stereo-FM-Empfcänger werden nur das Hauptkanalsignal und das erste Hilfskanalsignal demoduliert, wobei das

linke Tonsignal L und das rechte Tonsignal R wiedergegeben werden.

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Die Signale L und R können durch die nachstehenden Gleichungen ausgedrückt werden, da im normalen Stereo-Mvi-Empfanger nur ein Demodulations signal "benutzt wird, das dem ersten Demodulationssignal nach der Erfindung entspricht, und zwar

L = [(I₁₊I₂)H-(H^R₂)] + [(L₁₊L₂J-(E₁₊R₂)] (9)

= 2(L₁₊L₂)
R = [(L₁₊L₂)H-(R₁₊R₂)] - [(L₁₊L₂J-(R₁₊R₂)] (10)

Wie aus der Pig.4 zu ersehen ist, erscheint am Ausgangskon— takt der Empfangseinrichtung 41 ein frequenzdiskriminiertes Signal M (t). Wird vom Empfänger die Vierkanal-FM-Welle empfangen, die dem zusammengesetzten FLt-Signal M ..(t) im Sender entspricht, so kann das frequenzdiskriminierte Signal M (t) durch M -(t) ausgedrückt werden. Weist die Abgleicheinrichtung 42 die in der 3?ig.5(A) dargestellte frequenzansprache auf, d.h., die Abgleicheinrichtung 42 leitet die Eingangsfrequenzkomponenten bis zu mindestens 91 kHz weiter und verstärkt die Frequenzkomponenten über 23 kHz um ungefähr 3,92 db, wobei das behandelte Signal Mp(t) ausgedrückt werden kann durch die nachstehende Gleichung

M₂(t) « (I₁₊I₂)H-(R₁₊H₂) + P

I [(I₁₊L₂J-(R₁₊R₂)] sin 2«f_at

cos 2Ttf_st

+ \ [(L₁-L₂J-(R₁-R₂)] sin. 4TCf_st (11)

Dieses Signal M₂(t) wird mit Hilfe des ersten Demodulationssignals weitergeschaltet, das durch dieselben Ausdrücke (3) und (4) für SL und SR dargestellt werden kann wie das erste Schaltsignal im Sender. Die beiden Ausgangssignale (das erste und das zweite geschaltete Demodulationssignal) der ersten Demodulationshilfsschalteinrichtung 63 kann ausgedrückt werden als Produkte von M₂(t) und (SL,3R), d.h. als M₂(t)SL bezw. M₂(t)SR. Diese beiden Signale werden mit Hilfe des zweiten Demodulationssignals geschaltet, das durch dieselben Ausdrücke (1) und (2) für S₁ und S₂ dargestellt werden kann wie das zweite Schaltsignal im

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Sender. Die beiden Ausgangs signale der. zweiten Demodulationshilfsschalteinrichtung 64 und die beiden Ausgangssignale aus der dritten Einrichtung 65 können daher ausgedrückt werden als Produkte von M₂(t)SL und (S₁, S₂) , d.h„ als M₂Ct)SLS₁ und M₂Ct)SLS₂ und als Produkte von M₂Ct)SR und (S₁,S₂), d„h, M₀(tJSRS₁ und M₀(t)SRS₀. Die Signale SLS.,SLS₀, SRS₁, und SRS₀ können durch die nachstehenden Gleichungen ausgedrückt werden:

SLS₁ = j + 1 sin2iTf_st + \ cos2 1tf_gt ₊ 1 sin4^fgt

+ wf sin6iif_st - =1 cos6itf_st + ... (12)

SLS₉ = χ + - sin2f£f t - 1 cos 2 #ft - 4 sin 4ttf_at

<- H- S II/ S 7t S

sin 6ltf_Bt + ^r cos 6Ttf_st + ... (13)

SRS₁ =1-1 sin 21t f_st + 1 cos 2ttf_Bt - 1 sin 41tf_Bt

l sin 6itf_ßt - ^ cos 6iif_Bt + ... (Η)

SRS₂ = 1 - 1 sin 2f£ f_st - 1 cos 2 i£f_Bt + ^ sin 4

sin 6Ttf₈t + -Λ cos 6 iifgt + ... (15)

Die Berechnung von Jn₂Ct)SLS₁ unter Anwendung der Ausdrücke (11) und (12) ergibt, dass die im Signal M₂(t) SLS₁ enthaltene Tonfrequenzkomponente ausgedrückt werden kann durch die Gleichung

1 [(L₁₊L₂J-(R₁₊R₂)> ₊

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Ebenso sind die tonfrequenten Komponenten in den Signalen M₂Ct)SIS₂ , M₂Ct)SRS₁ und M₃Ct)SHS₂ :

- I₂ (17)

Die Ausgangssignale aus den Tonverstärkern 49,50,51»52, die sämtlich mit einer Dämpfungsschaltung ausgestattet sind, sind daher I₁, I₂, R₁ und R₂ . Die linken und rechten Tonsignale I₁, I₂, R₁ und R₂ werden daher getrennt wiedergegeben. Das von den laufSprechern 53, 54, 55, 56 erzeugte akustische Feld ist in der Pig. 6(a) dargestellt. Sämtliche wiedergegebene Tonsignale weisen Prequenzkomponenten im vollen Frequenzbereich bis zu 15 kHz auf und sind vollständig von einander getrennt.

Für eine Vierkanal-Tonanlage wird vorgeschlagen, die vier lautsprecher links und rechte vor einem Hörer und links und rechts hinter dem Hörer anzuordnen, wie in der Fig. 6(A) dargestellt» Diese Anordnung kann als Zwei-Zwei-Anordnung bezeichnet werden, so dass die Tonsignale aus dem vorderen linken und dem rückwärtigen linken lautsprecher mit Ij,, I_R und die Tonsignale aus dem vorderen rechten und dem rückwärtigen rechten lautsprecher mit Rj, und R„ bezeichnet werden können. Diese Signale entsprechen den Tonsignalen, die von Mikrophonen aufgenommen wurden, die an der linken vorderen, an der linken rückwärtigen, an der rechten vorderen und an der rechten rückwärtigen Seite in einem Sender angeordnet worden sind, bei dem das Zwei-Zwei-System angewendet wird. Wird dieses System für die Erfindung verwendet, so kannndas erste linke Tonsignal entweder vom linken vorderen oder vom linken rückwärtigen lautsprecher wiedergegeben werden. Das zweite linke Tonsignal wird dann von dem anderen linken lautsprecher wiedergegeben. Ebenso kann das erste oder das zweite rechte Tonsignal von einem der rechten laufSprecher wiedergegeben werden. Es sind daher vier Beziehungen möglich zwischen (I₁₁I₂, R₁, R₂) und (Ij₁, I_R, Ep, R_R) und zwar

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	L₁=I₁	- 21 - -	=R_R,	R₂-R_R	2218822
		B" ^L2^=IR' ^R1	=Rj,,	R₂^Rj₁
(D	L₁=L₃	_r L₂=L_H, R₁	=R_H,	R₂=R_H
(2)	L₁=L₃	R. 2 F 1		R₂=Rj_{1 #}
(3)		*n, ■"■^JO⁼"^J'BI» -"-I K. d. s. I**
(4)

Die Beziehungen (1) und (4) sind jedoch symmetrisch zu einander, und desgleichen die Beziehungen (2) und (3). Die Beziehungen (1) und (2) können daher die vier Möglichkeiten bei der Anordnung darstellen. Wird die Erfindung bei der Zwei-Zwei-Anordnung angewendet, so ist die Verwendung der Beziehung (1) aus den folgenden Gründen erwünscht.

Es kann der fall eintreten, dass; die Phase eines Demodulationsaignals mit der Phase des Steuersignals im frequenzdiskriniinierten Signal nicht genau verkoppelt ist. Dies wird in der Hauptsache von der auf das Steuersignal ansprechenden Einrichtung verursacht. In diesem Falle erfolgt ein Übersprechen zwisohen den reproduzierten vier Tonsignäleh. Bei einer Zwe-Zwei-Anordnung ist es erwünscht, dass zwischen zwei einander diagonal gegenüberstehenden Lautsprechern nur ein schwaches Übersprechen auftritt, da das akustische Vierkanalfeld kaum an Realität verliert. Tritt andererseits zwischen zwei diagonal gegenüberstehenden Lautsprechern ein zu starkes Übersprechen auf, so verliert das akustische Vierkanalfeld wesentlich an Realität. Wird die obengenannte Beziehung (1) verwendet, so erfolgt zwischen zwei diagonal gegenüberstehenden Lautsprechern viel weniger Übersprechen als bei der Beziehung (2).

Wird vom Empfänger die Vierkanalwelle empfangen, die nach dem zusammengesetzten FM-Signal M_Qp(t) im Sender frequenzmoduduliert ist, so wird das Signal M ₂(^) ^^Ά derselben Weise demoduliert wie das Signal M .(t) unter Verwendung der Abgleicheinrichtung, deren Frequenzansprache aus der Fig. 5(B) zu ersehen ist, so dass die Ausgangssignale der Tonverstärker 49,50,51,52 wie folgt ausgedrückt werden können;

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Das auf diese Weise erhaltene akustische Feld ist aus der Fig.6B zu ersehen.

Wird vom Empfänger die Vierkanalwelle empfangen, die nach dem zusammengesetzten Signal M_Q~(t) im Sender frequenzmoduliert worden ist, so können die Ausgangssignale aus den Tonverstärkern 49,50,51*52 durch L₁, L«, H₁ und Hp ausgedrückt werden. Das auf diese Weise erhaltene akustische feld ist aus der Mg. g(A) zu ers ehen.

Es ist möglich, ein herkömmliches zusammengesetztes EAi-Stereosignal im Empfänger nach der Erfindung zu demodulieren, wobei die Signale L und E dadurch wiedergegeben werden können, dass die zweite und die dritte DemodulationsHilfsschalteinrichtung nicht benutzt werden« Der Empfänger nach der Erfindung kann daher aufgebaut werden durch zusätzlichen Einbau der zweiten und der dritten Demodulationshilfsschalteinrichtung und des zweiten Demodulationssignalgenerators in einen herkömmlichen FM-Stereoempfanger. M.a.W·, die drei genannten Einheiten können zu einem Aadapter zusammengefasst werden, mit dem ein herkömmlicher JM-Stereoempfänger ausgestattet werden kann.

Wie aus der vorstehenden Beschreibung zu ersehen ist, wurde mit der Erfindung ein sehr einfacher und billiger Vierkanal-FM-Empfänger geschaffen, der eine Yierkanalsendewelle empfangen kann, die nach einem zusammengesetzten fM-Signal frequenzmoduliert ist und mindestens ein Hauptkanalsignal und erste und zweite Hilfskanalsignale enthält.

Der erfindungsgemäße Empfänger gibt die vier Tonsignale L₁, "L·^ R-j und R₂ mit hoher Treue wieder und, wenn erforderlich mit einem hohen S/N-Verhältnis und der Verwendungsmöglichkeit mit einem S.C.A-System. Mit der Erfindung wurde auch eine Vierkanal-FM-Sendeanlage geschaffen, die die gleichen Merkmale und

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- 23 Vorzüge aufweist wie der Empfänger.

Patentansprüche

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Claims

Patentansprüche

Vierkanal-FM-Sender, gekennzeichnet durch mindestens vier Eingangskontakten, denen ein erstes linkes Tonsignal L-, ein zweites linkes Tonsignal L₂, ein erstes rechtes Tonsignal R₁ und ein zweites rechtes Tonsignal R₂ zugeführt wird, durch vier Tonverstärker, die an die vier Eingangskontakte angeschlossen sind und je einen Vorverstärkungskreis enthalten, durch einen Steuersignalgenerator, der ein Steuersignal nach dem Ausdruck P sinft ft erzeugt, wobei P eine Konstante, f die frequenz von 38 kHz und t die Zeit ist, durch einen ersten Schaltsignalgenerator, der mit dem Steuersignalgenerator in Verbindung steht und ein erstes Schaltsignal erzeugt, das eine G-rundfrequenz von 38 kHz und die gleiche Phase aufweist wie das Steuersignal, durch einen zweiten Schaltsignalgenerator, der ein zweites Schaltsignal mit einer Grundfrequenz von 38 kHz aufweist, und dessenphahse um Ti/2 rad gegen die Phase des ersten Schaltsignals verschoben ist, durch eine Schalteinrichtung, mit der die vier Tonverstärker und die ersten und zweiten Schaltsignalgeneratoren verbunden sind, und die die Signale L₁, L₂, R₁, und R₂ mit Hilfe der genannten beiden Schaltsignale so weiterleitet, dass ein umgeschaltetes Signal erzeugt wird, das mindestens ein Hauptkanalsignal nach dem Ausdruck (L^Lg+R^j+Rp), ein erstes Hilfskanalsignal nach dem Ausdruck

[ (L₁-KLg)-(R₁ +R₂) j sin 2 K f _at

und ein zweites Hilfskanalsignal nach dem Ausdruck

[(L₁-L₂H(R₁-R₂)) cos 2fif_Bt

enthält, durch eine Matrix, die mit der genannten Schalteinrichtung und mit dem Steuersignalgenerator in Verbindung steht, und die mindestens das Hauptkanalsignal, daa erste und das zweite Hilfskanalsignal und das Steuersignal zu einem zusammengesetzten FM-Signal zusammenfasst, durch eine Übertragungseinrichtung, die das zusammengesetzte FM-Signal empfängt, aus einem i'requenzmodulator und einem Trägersignal-

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generator zum Erzeugen eines Trägersignals, das nach dem zusammengesetzten PM-Signal frequenzmoduliert ist.

2» Vierkanal-Plvl-Sender nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass das erste linke, das zweite linke, das erste rechte und das zweite rechte Tonsignal L₁, L₂, R₁ und E₂ eⁱⁿe^m linken vorderen, einem linken rückwärtigen, einem rechten vorderen und einem rechten rückwärtigen Tonsignal Lj₁, L_R, R- bezw. E„ entspricht.

ο Vierkanal-PM-Sender nach Anspruch 1, gekennzeichnet durch einen weiteren Steuersignalgenerator, der mit der Matrix in Verbindung steht und ein weiteres Steuersignal mit einer frequenz von 57 kHz erzeugt, so dass das zusammengesetzte PM-Signal ein weiteres Steuersignal mit einer Prequenz von 57 kHz aufweist.

4· Vierkanal-PM-Sender nach Anspruch 1, dadurcu gekennzeichnet, dass die genannte Schalteinrichtung aufweist eine erste Hilfsschalteinrichtung, die die beiden Tonsignale -L. und Lp empfängt, mit dem zweiten Schaltsignalgenerator.in Verbindung steht und abwechselnd das Signal L₁ während einer Halbperiode und das Signal L₂ während der anderen Halbperiode weiterleitet, wobei ein erstes Hilfsschaltsignal erzeugt wird, eine zweite Hilfsschalteinrichtung, die die beiden Tonsignale E₁ und E₂ empfängt, mit dem zweiten Schaltsignalgenerator in Verbindung steht und abwechseld das Signal E. während der einen Halbperiose und das Signal E₂ während der anderen Halbperiode weiterleitet, wobei ein zweites Hilfsschaltsignal erzeugt wird, und eine dritte Hilfsschalteinrichtung, die die genannten ersten und zweiten Iiiilfsschaltsignale empfängt, mit dem ersten Schaltsignalgenerator in Verbindung steht und abwechselnd das erste Hilfsschaltsignal während der einen Halbperiode des ersten Schaltsignals und das zweite Hilfsschaltsignal während der anderen Halbperiode weiterleitet, wobei das genannte geschaltete Signal erzeugt wird.

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Vierkanal-Fto-Sender nach Anspruch 1, gekennzeichnet durch ein Tiefpassfilter mit einer Sperrfrequenz von 53 kHz, das mit der Matrix verbunden ist, so dass ein zusammengesetztes Signal nach dem Ausdruck

(L^L₂H-R₁+H₂) + [ (L^I₂J-(Il₁+H₂) j sin 2Jtf_st

+ S (L₁-L. 5 + (R₁-R₀)J cos 27tf ΐ + P sintfft erzeugt wird«

Vierkanal-tfM-Sender nach Anspruch 1, gekennzeichnet durch ein Tiefpassfilter mit einer Sperrfrequenz von 91 kHz, das mit der genannten Matrix verbunden ist, so dass das genannte zusammengesetzte Signal nach dem Ausdruck

| sin

-(R₁-S₂)J _gin 4/if^t + P sin lift
erzeugt wird.

Vierkanal-FM-Sender nach Anspruch 1 , gekennzeichnet durch ein Tiefpassfilter mit einer Uperrfrequenz von 76 kHz, das mit der genannten Matrix verbunden ist, so dass day genannte zusammengesetzte Signal nach dem Ausdruck

)J 2Tff_Bt + [(I₁-I₂J-(R₁-R₂)J sin _s + A cos 4lf fc + i sin TC f t

erzeugt wird, wobei A ein Tonsignal darstellt, dao sich um ff/2 rad von der Phase eines Tonsignals nach dem Ausdruck

unterscheidet.

8» Vierkanal-PM-ümpfanger für den Empfang einer Vierkanal I¹I-WeIIe, die frequenzmoduliert ist nach einem zusammengesetzten PM-Signal, das mindestens ein Signal nach dem Ausdruck

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sin

L₁-L₂)^(R₁-R₂)J cos 2iif_st + P g

enthält, wobei L₁, L₂, R₁ und R₂ ein erstes linkes Tonsignal, ein zweites linkes Tonsignal, ein erstes rechtes Tonsignal und ein zweites rechtes Tonsignal darstellen, und wobei f die Frequenz von 38 kHz, P eine Konstante und t die Zeit ist, während P sinfcf i ein Steuersignal mit einer Frequenz

von "19 kHz darstellt, dadurch gekennzeichnet, dass der Empfänger mindestens aufweist:

eine Empfangseinrichtung mit mindestens einem Frequenzdiskriminator, der ein dem genannten zusammengesetzten FM-Signal entsprechendes frequenzdiskriminiertes Signal erzeugt,

eine auf das Steuersignal ansprechende Einrichtung, die mit der Impfangseinrichtung in Verbindung steht und auf das im frequenzdiskriminierten Signal enthaltene Steuersignal anspricht,

einen ersten Demodulationssignalgenerator, der mit der auf das Steuersignal ansprechenden Einrichtung verbunden ist und unter der Kontrolle des Steuersignals ein erstes Demodulations signal erzeugt, das eine G-rundfrequenz von 38 kHz und die gleiche Phase wie das Steuersignal aufweist,

■ einen zweiten Demodulationsgenerator, der unter der Kontrolle des Steuersignals ein zweites Demodulationssignal erzeugt, das eine Grundfrequenz von 38 kHz und eine Phase aufweist, die um %/2 rad gegen die Phase des ersten Demodulationssignals verschoben ist, und

eine Demodulationssehalteinrichtung, die mit der genannten Empfangseinrichtung und mit dem ersten und dem zweiten Demodulationssignalgenerator verbunden ist, und die mit Hilfe des ersten und des zweiten Demodulationssignal das frequenzdiskriminierte Signal so schaltet, dass einzelne Signale L₁, L₂, R₁ und R₂ erzeugt werden.

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9. Vierkanal-ffM-Empfanger nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, dass das erste linke, das zweite linke, das erste rechte und das zweite rechte Tonsignal L₁, L₂, R₁ und R₂ einem linken vorderen, einem linken rückwärtigen, einem rechten vorderen bezw. einem rechten rückwärtigen Tonsignal Lp, L_R, Rj₁ und R-^ entspricht.

10* Vierkanal-iM-Empfanger nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, dass das genannte zusammengesetzte FM-Signal ferner aufweist ein weiteres Steuersignal mit einer Frequenz von 57 kHz, und dass der Empfänger mit einer weiteren auf das Steuersignal ansprechenden Einrichtung ausgestattet ist, die mit der Empfangseinrichtung verbunden ist und auf das im frequenzdiskriminierten Signal enthaltene weitere Steuersignal anspricht.

11, Vierkanal~]PM-Empfanger nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, dass die genannte Demodulationsschalteinrichtung aufweist

eine erste Demodulationshilfsschalteinrichtung, die das frequenzdiskriminierte Signal empfängt und mit dem ersten Demodulationssignalgenerator verbunden ist, und die ein erstes geschaltetes' Demodulationssignal dadurch erzeugt, dass das frequenzdiskriminierte Signal während der einen Hglbperiode des ersten Demodulationssignale weitergeleitet wird, und die ein zweites geschaltetes Demodulationssignal dadurch erzeugt, dass das frequenzdiskriminierte Signal während der anderen Halbperiode weitergeleitet wird,

eine zweite Demodulationshilfsschalteinrichtung, die das erste geschaltete Demodulationssignal empfängt und mit dem zweiten Demodulationssignalgenerator verbunden ist, und die das genannte Signal L₁ dadurch reproduziert, dass das erste geschaltete Demodulationesignal in der einen Halbperiode des zweiten Demodulationssignals weitergeleitet wird, und die das genannte Signal L₂ dadurch reproduziert, dass das geschaltete erste Demodulationssignal in der anderen Halbperiode weitergeleitet wird, und

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eine dritte Demodulationshilfsschalteinrichtung, die das geschaltete zweite Demodulationssignal empfängt und mit dem zweiten Demodulationssignalgenerator verbunden ist, und die das genannte Signal R₁ dadurch reproduziert, dass das geschaltete zweite Demodulationssignal in der einen Halbperiode des zweiten Demodulationssignals weitergeleitet wird, und die das genannte Signal Rg. dadurch reproduziert, dass das geschaltete zweite Demodulationssignal in der anderen Halbperiode weitergeleitet wird»

12o Vierkanal-nFM-Empfanger nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, dass das genannte zusammengesetzte ÜM-Signal aus einem Signal nach dem Ausdruck

(L₁+L^R₁+R₀ ) + > (L^L₀J-(R₁ +R₉) < sin 2 Tf ft

cos 2f£f t + HL₁-Lo)-(R₁-R₀)¹I sin 4 7tf_ät

S \ \ C. \ c. j S

+ P sinfff t
s

besteht.

Vierkanal-ffM-Empfanger nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, dass das genannte zusammengesetzte IM-Signal aus einem Signal nach-dem Ausdruck

fR₂)+S (L^L₂J-(R₁+R₂) ^ sin 2 % f _t

) < si cos 27Tf_st +[(L₁-L₂J-(R₁-R₂)J sin 4#

+ A cos 4 ff fgt + P sin7Γ fgt

besteht, wobei A ein Tonsignal darstellt, dessen Phase um rad gegen die Phase eines Tonsignals nach dem Ausdruck

verschoben ist.

14«. Vierkanal-PM-Empfanger nach Anspruch 8, gekennzeichnet durch eine Subtraktionseinrichtung, die zwischen den Ausgang der genannten Empfangseinrichtung und jeden Ausgang der Demodulationsschalteinrichtung geschaltet ist, um Übersprechers cheinungen zwischen den vier reproduzierten Signalen

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- 30 L₁, L₂, R₁ und R₂ zu dämpfen.

Vierkanal-FM-Sendeanlage, gekennzeichnet durch (1) einen Vierkanal-FM-Sender, der aufweist mindestens

Vier Eingänge, denen ein erstes linkes Tonsignal L₁, ein zweites linkes Tonsignal Lp, ein erstes rechtes Tonsignal R1 und ein zweites rechtes Tonsignal R₂ zugeführt wird,

vier Tonverstärker, die an die vier Eingänge angeschlossen sind und je einen Vorverstärkerkreis enthalten,

einen Steuersignalgenerator, der ein Steuersignal nach dem Ausdruck P sin#f t erzeugt, wobei P eine Konstante, f die Frequenz von 38 kHz und t die Zeit ist, /

einen ersten Schaltsignalgenerator, der mit dem Steuersignalgenerator verbunden ist und ein erstes Schaltsignal mit einer Grundfrequenz von 38 kHz und mit der gleichen Phase wie das Steuersignal erzeugt,

einen zweiten Schaltsignalgenerator, der ein zweites Schaltsignal mit einer G-rundfrequenz von 38 kHz erzeugt, dessen Phase um It/2 rad gegen die Phase des ersten Schaltsignals verschoben ist,

eine Schalteinrichtung, mit der die vier Tonverstärker und die genannten beiden Echaltsignalgeneratoren verbunden sind, wobei die genannten Signale L₁, Lp, R₁ und R₂ mit Hilfe der ersten und zweiten Schaltsignale so umgeschaltet werden, dass ein umgeschaltetes Signal erzeugt wird, das mindestens ein Hauptkanalsignal nach dem Ausdruck

(L₁+L₂+R₁+R₂), ein erstes Hilfskanalsignal nach deni Ausdruck > (L₁+L₀)-(R₁+R₀) (sin 2 Tt ft und ein zweites Hilf skanalsignal nach dem Ausdruck > (L₁-L₀) +(R₁-R₀) < cos 2 7Cf t enthält,

^ 1 £- Xc.) S

eine fcatrix, die mit der Schalteinrichtung und mit dem Steuersignalgenerator verbunden ist, und die mindestens das Hauptkanalsignal, das erste Hilfskanalsignal, das zweite Hilfskanalsignal und das Steuersignal zu einem zusammengesetzten FK-Signal vereinigt, und

eine Übertragungseinrichtung, die das zusammengesetzte PM-Signal empfängt, und die aus einem Frequenzmodulator und

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einem Trägersignälgenerator "besteht "und ein dem zusammengesetzten FM-Signal entsprechendes frequenzmoduliertes Trägersignal erzeugt, und gekennzeichnet durch (2) mindestens einen Vierkanal-IM-Empfänger für den Empfang einer Yierkanal-PM-Welle aus dem Vierkanal-FM-Sender, welcher Empfänger aufweist mindestens

eine Empfangseinrichtung mit mindestens einem Prequenzdiskriminator, der ein dem genannten zusammengesetzten Signal "entsprechendes frequenzdiskriminiertes Signal erzeugt,

eine auf ein Steuersignal ansprechende Einrichtung, die mit der Empfangseinrichtung verbunden ist und auf das im frequenzdiskriminierteii Signal enthaltene Steuersignal anspricht,

einen ersten Bemodulationssignalgenei'ator, der mit der auf das Steuersignal ansprechenden Einrichtung verbunden ist und unter der Kontrolle des Steuersignals ein erstes Demodulationssignal erzeugt» das eine G-rundf^squeJis- von 38 kHz und die gleiche Phase aufweist wie "das. Steuersignal;,

einen zweiten Demodulationssignalgenerator, der unter der Kontrolle des Steuersignals ein zweites Demodulationssignal erzeugt, das eine Grundfre.quena. von 38 kHs und eine Phasenabweichung von %/2 in bezug auf die Phase des ersten Demodulationssignals aufweist,

eine Demodulationsschalteinriehtung, die mit der genannten Empfangs einrichtung und mit dem ersten und dem zweiten Demodulationssignalgenerator verbunden ist_? und die mit Hilfe des ersten und des zweiten Demodulationssignals das diskriminierte Signal so umschaltet, dass die Signale I-, L«» R. und Ε« einzeln wiedergegeben werden*

16» Vierkanal-EM-ttbertragungsanlage nach Anspruch 15, dadurch gekennzeichnet, dass der Vierkanal-iM-Sender mit einem weiteren Steuersignalgenerator versehen ist, der mit der Matrix verbunden ist und ein weiteres Steuersignal mit einer Prequenz von 57 kHz erzeugt, so dass das zusammengesetzte FM-signal ein weiteres Steuersignal mit einer frequenz von 57 kHz enthält, und dass der Viörkanal-FH-Empfanger mit

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einer auf das weitere Steuersignal ansprechenden Einrichtung versehen ist, die mit der Empfangseinrichtung verbunden ist und auf das im frequenzdiskriminierten Signal enthaltene weitere Steuersignal anspricht.

17. Vierkanal-FM-Übertragungsanlage nach Anspruch 15» dadurch gekennzeichnet, dass die genannte Schalteinrichtung im Vierkanal-IM-Sender aufweist

eine erste Hilfsschalteinrichtung, die das erste linke und das zweite linke Tonsignal L- und L₁ empfängt und mit dem zweiten Schaltsignalgenerator verbunden ist, und die abwechselnd das Signal L₁ in der einen Halbperiode des zweiten Schaltsignals und das Signal L₂ in der anderen Halbperiode weiterleitet, wobei ein umgeschaltetes erstes Hilfssignel erzeugt wird,

eine zweite Hilfsschalteinrichtung, die das erste rechte und das zweite rechte Tonsignal R₁ und Rp empfängt und mit dem zweiten Schaltsignalgenerator verbunden ist, und die abwechselnd das Signal R₁ in der einen Halbperiode des zweiten Schaltsignals und das Signal R₂ ^{in der} anderen Halbperiode weiterleitet, wobei ein zweites umgeschaltetes Hilfssignal erzeugt wird, und

eine dritte Hilfsschalteinrichtung, die die ersten und die zweiten umgeschalteten Hilfssignale empfängt und mit dem ersten Schaltsignalgenerator verbunden ist, und die abwechselnd das erste umgeschaltete Hilfssignal in der einen Halbperiode des ersten Schaltsignals und das zweite umgeschaltete Hilfssignal in der anderen Halbperiode weiterleitet, wobei das genannte umgeschaltete Signal erzeugt wird, und dadurch gekennzeichnet, dass die genannte Demodulationsschalteinrichtung im Vierkanal-IM-Empfanger aufweist

eine erste Demodulationshilfsschalteinrichtung, die das frequenzdiskriminierte Signal empfängt und mit dem ersten Demodulationssignalgenerator verbunden ist, und die ein erstes umgeschaltetes Demodulationssignal dadurch erzeugt, dass das frequenzdiskriminierte Signal in der einen HaIbperiode des ersten Demodulationssignals weitergeleitet wird,

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und die ein zweites umgeschaltetes Demodulationssignal dadurch erzeugt, dass das frequenzdiskriminierte Signal in deranderen Halbperiode w eitergeleitet wird,

eine zweite Demodulationshilfsschalteinrichtung, die das erste umgeschaltete Demodulationssignal empfängt und mit dem zweiten Demodulationssignalgenerator verbunden ist, und die das Signal L. dadurch reproduziert, dass das erste umgeschaltete Deriiodulati ons signal in der einen Halbperiode des zweiten Demodulationssignals weitergeleitet wird, und die das Signal I₀ dadurch reproduziert, dass das erste umgeschaltete Demodulationssignal in der anderen Kalbperiode weitergeleitet wird, und

eine dritte Demodulationshilfsschalteinrichtung, die das zweite umgeschaltete Demodulationssignal empfängt und mit dem zweiten Demodulationssignalgenerator verbunden ist, und die das Signal R.. dadurch wiedergibt, dass das zweite umgeschaltete Demodulationssignal in der einen Halbperiode des . zweiten Demodulationssignals weitergeleitet wird, und die das Signal ßp dadurch wiedergibt, dass das zweite umgeschaltete Demodulationssignal in der anderen Halbperiode weitergeleitet wird.

18o VierkanallTM-Übertragungsanlage nach Anspruch 15, dadurch gekennzeichnet, dass" dem ersten linken, dem zweiten linken, dem ersten rechten und dem zweiten rechten Tonsignal L₁, Lp, R₁ und Rp ein linkes vorderes, ein linkes rückwärtiges, ein rechtes vorderes und ein rechtes rückwärtiges Tonsignal entspricht.

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