DE2507574C2

DE2507574C2 -

Info

Publication number: DE2507574C2
Application number: DE2507574A
Authority: DE
Inventors: Hideo Komae Tokio/Tokyo Jp Nakamura; Teruo Yamato Kanagawa Jp Sato
Original assignee: Sony Corp
Current assignee: Sony Corp
Priority date: 1974-02-25
Filing date: 1975-02-21
Publication date: 1988-01-07
Also published as: FR2262441A1; US3980832A; JPS5822892B2; CA1061421A; FR2262441B1; NL7502229A; GB1487496A; JPS50116104A; DE2507574A1; IT1033197B

Description

Die Erfindung betrifft einen Decoder für 4-Kanal-FM-Stereophoniemischsignale, entsprechend dem Oberbegriff des Anspruches 1.

Durch die US-PS 37 08 623 ist ein Decoder für 4- Kanal-FM-Stereophoniemischsignale bekannt, der mit der doppelten Pilotfrequenz arbeitende Umschalter enthält, auf die ein Paar weiterer Umschalter folgt, die mit der vierfachen Pilotfrequenz schalten.

Weiterhin ist durch die DE-OS 22 63 131 ein Decoder bekannt, bei dem das Paar weiterer Schalter mit einem Schaltsignal der doppelten Pilotfrequenz betrieben wird, das gegenüber dem ersten Schaltsignal um 90° phasenverschoben ist. Zusätzlich enthält dieser Decoder noch eine Detektoranordnung für ein zweites Pilotsignal, die auf ein 57 kHz- Pilotsignal anspricht, das eine 4-Kanal-Stereophoniebetriebsart kennzeichnet.

Durch die DE-OS 23 17 338 ist ein 4-Kanal-FM-Schalterdecoder bekannt, bei dem eine phasenverriegelte Schaltung (spannungsgesteuerter Oszillator mit nachgeschalteter Teilerkette und Phasenvergleicher) zur Ableitung der Schaltsignale aus dem 19 kHz-Pilotsignal vorgesehen ist.

Durch die Zeitschrift "Internationale elektronische Rundschau", 1972, Nr. 10, S. 227-231, ist in Verbindung mit einer solchen phasenverriegelten Schaltung auch der Einsatz eines zweiten Phasendetektors zur Erfassung des Pilotsignales bekannt. Dieser zweite Phasendetektor wirkt wie ein AM-Synchrondetektor für das Pilotsignal, dessen Pegel im Ausgangssignal des Phasendetektors zu einer entsprechenden Gleichspannung führt.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, einen Decoder entsprechend dem Oberbegriff des Anspruches 1 so auszubilden, daß das zweite (57 kHz) Pilotsignal mit Hilfe einer einfach aufgebauten Schaltung erfaßt wird.

Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß durch die kennzeichnenden Merkmale des Anspruches 1 gelöst.

Zweckmäßige Ausgestaltungen der Erfindung sind Gegenstand der Unteransprüche.

Die Erfindung wird nachstehend anhand der Fig. 1 bis 3 beispielsweise erläutert. Es zeigt:

Fig. 1 ein Frequenzspektrum, eines 4-Kanal-FM-Stereophoniemischsignals, das von dem Decoder gemäß der Erfindung decodiert wird,

Fig. 2 ein Blockschaltbild einer Ausführungsform des Decoders gemäß der Erfindung, und

Fig. 3A bis 3D Signale zur Erläuterung der Ausführungsform in Fig. 2.

Fig. 1 zeigt das Frequenzspektrum eines 4-Kanal- FM-Stereophoniemischsignals S(t), das von dem Decoder der Erfindung verarbeitet wird. Dieses Signal S(t) wird wie folgt ausgedrückt:

S(t) = S _m + S₁ sin 2ω t + S₂ cos 2ω t + S₃ sin 4ω t + P₁ sin ω t + P₂ sin 3ω t (1)

wobei
S _m= (L _F + L _B ) + (R _F + R _B ) S₁= (L _F + L _B ) - (R _F + R _B ) S₂= (L _F - L _B ) ∓ (R _F - R _B ) S₃= (L _F - L _B ) ± (R _F - R _B ) ω= 2π f, f = 19 kHz P₁ sin ω tein erstes Pilotsignal P₂ sin 3ω tein zweites Pilotsignal L _Fein linkes vorderes Audiosignal L _Bein linkes hinteres Audiosignal R _Fein rechtes vorderes Audiosignal und R _Bein rechtes hinteres Audiosignal

ist.

Wie in dem Frequenzspektrum der Fig. 1 gezeigt ist, liegt das Hauptkanalsignal S _m in der Gleichung (1) im Frequenzbereich von 50 Hz bis 15 kHz. Das 1. Hilfskanalsignal S₁ ist mit Trägerunterdrückung auf einen ersten Hilfsträger mit doppelter Frequenz des ersten Pilotsignals (d. h. mit 38 kHz) amplitudenmoduliert. Das 2. Hilfskanalsignal S₂ ist mit Trägerunterdrückung auf einen zweiten Hilfsträger mit der gleichen Frequenz (38 kHz) und einer 90°-Phasendifferenz zum ersten Hilfsträger amplitudenmoduliert. Das 3. Hilfskanalsignal S₃ ist mit Trägerunterdrückung auf einen dritten Hilfsträger mit doppelter Frequenz des ersten Hilfsträgers (d. h. mit 76 kHz) amplitudenmoduliert. Ein erstes 19 kHz-Pilotsignal S _P1, das für die 2-Kanal-Stereophoniebetriebsart kennzeichnend ist, liegt in einer Frequenzlücke zwischen dem Hauptkanalsignal und dem ersten Hilfskanalsignal, und ein zweites, 57 kHz-Pilotsignal S _p2, das für die 4-Kanal-Stereophoniebetriebsart kennzeichnend ist, liegt in einer Frequenzlücke zwischen dem ersten Hilfskanalsignal und dem dritten Hilfskanalsignal.

In dem Mischsignal S(t) in der Gleichung (1) ist das 2. Hilfskanalsignal S₂ mit unterdrücktem Träger auf den zweiten Hilfskanalträger mit der gleichen Frequenz wie die des ersten Hilfsträgers und mit einer 90°-Phasenverschiebung gegenüber dem ersten Hilfsträger amplitudenmoduliert; das 3. Hilfskanalsignal S₃ ist mit unterdrücktem Träger auf den 3. Hilfsträger mit doppelter Frequenz des ersten Hilfsträgers amplitudenmoduliert. Statt dieser Modulationsart können jedoch auch andere Modulationsarten angewandt werden. Z. B. können die Hilfskanalsignale S₂ und S₃ mit 90° Phasenverschiebung auf den dritten Hilfsträger amplitudenmoduliert werden (hierbei ist der zweite Hilfsträger nicht notwendig), und es ist möglich, daß die Hilfskanalsignale S₁ und S₂ mit unterdrücktem Träger und 90° Phasenverschiebung auf den ersten und zweiten Hilfsträger amplitudenmoduliert werden und das Mischsignal S₃ auf den dritten Träger frequenzmoduliert wird.

In jedem Fall ist es notwendig, daß das 4-Kanal-FM-Stereophoniemischsignal, das bei der Erfindung verwendbar ist, ein kennzeichnendes Signal mit der dreifachen Frequenz des 19 kHz-Pilotsignals zur Kennzeichnung der 4-Kanal-Stereophoniebetriebsart enthält.

Es wird nun der Decoder für das 4-Kanal-FM-Stereophoniemischsignal (S(t) gemäß der Erfindung anhand der Fig. 2 beschrieben. In Fig. 2 bezeichnet 1 einen HF-Verstärker, der ein über eine Antenne empfangenes Signal verstärkt, 2 einen Frequenzwandler, der ein Ausgangssignal von dem HF-Verstärker 1 empfängt, 3 einen ZF-Verstärker, der ein Ausgangssignal von dem Wandler 2 erhält und 4 einen Frequenzdemodulator, der ein Ausgangssignal von dem ZF-Verstärker 3 empfängt und das 4-Kanal-FM-Stereophoniemischsignal S(t) demoduliert. Das demodulierte Mischsignal (S(t) wird dann einem Schaltkreis 5 zugeführt, in dem das Mischsignal S(t) mit einem 38 kHz-Demodulatorsignal S₃₈ (das später beschrieben wird) demoduliert wird, wodurch ein Signal
S _L = (L _F + L _B ) + (L _F - L _B ) sin 4 ω t
und ein Signal
S _R = (R _F + R _B ) + (R _F - R _B ) sin 4ω t
entsteht. Die Signale S _L und S _R werden in den Schaltkreisen 6 und 7 mit einem 76 kHz-Demoduliersignal 76 (das später beschrieben wird) zu Signalen L _F bis R _B demoduliert; die Anschlüssen 11 bis 14 zugeführt werden.

Um die Demoduliersignale S₃₈ und S₇₆ aus dem ersten Pilotsignal S _p1 zu erzeugen, ist eine phasenverriegelte Schaltung 20 vorgesehen. Ein spannungsgesteuerter Oszillator 21 erzeugt ein Schwingungssignal mit der Schwingungsmittenfrequenz von z. B. 152 kHz und gibt es auf einen 1 : 2-Frequenzteiler 22, der z. B. aus einem Flip-Flop besteht. Der Frequenzteiler 22 erzeugt ein Impulssignal S₇₆ mit einer Frequenz von 76 kHz, das auf einen weiteren 1 : 2-Teiler 23 gegeben wird, um ein Demoduliersignal S₃₈ mit einer Frequenz von 38 KHz zu erzeugen. Das Signal S₃₈ wird einem dritten 1 : 2-Teiler 24 zugeführt, der ein Vergleichssignal S₁₉ mit einer Frequenz von 19 kHz erzeugt. Das Vergleichssignal S₁₉ wird einem Phasenkomparator 25 zugeführt, der auch das Mischsignal S(t) von dem Frequenzdemodulator 4 erhält und die Phase des Signals S₁₉ mit derjenigen des ersten Pilotsignals S _p1 in dem Mischsignal S(t) vergleicht. Das Ausgangssignal des Phasenkomparators 25 wird über ein Tiefpaßfilter 26 auf den Oszillator 21 als Steuersignal für seine Schwingungsfrequenz gegeben. Damit wird die Schwingungsfrequenz des Oszillators 21 so gesteuert, daß das Vergleichssignal S₁₉ in der Phase und Frequenz mit dem ersten Pilotsignal S _{p 1} in dem Mischsignal S(t) synchronisiert wird. Damit werden zugleich die Frequenzen der Signale S₃₈ und S₇₆ auf 38 bzw. 76 kHz festgelegt und ihre Phasen erhalten eine bestimmte Beziehung zu derjenigen des ersten Pilotsignals S _{p 1}. Das Signal S₃₈ des Teilers 23 wird auf den Schaltkreis 5 als Demoduliersignal gegeben und das Signal S₇₆ des Teilers 22 wird über einen Schaltkreis 27, der zwischen 4-Kanal- und 2-Kanal-Betrieb schaltet, auf den Schaltkreis 6 bzw. 7 als Demoduliersignal zur Demodulation der Signale L _F, L _B, R _F, R _B gegeben.

Bei der Ausführungsform der Fig. 2 wird ferner das Signal des Demodulators 4 über einen Phasenschieber, z. B. ein Hochpaßfilter 33, das bei der gezeigten Ausführungsform aus einem Kondensator 31 und einem Widerstand 32 besteht, auf eine Schaltung 34 gegeben, und die Signale S₃₈ und S₁₉ der Frequenzteiler 23 und 24 werden auf ein UND-Glied 35 gegeben, dessen Ausgangssignal S _D der Schaltung 34 zugeführt wird. Das Ausgangssignal der Schaltung 34 wird zur Glättung auf ein Tiefpaßfilter 36 gegeben. Eine Gleichspannungs-Signalkomponente E _DC des Tiefpaßfilters 36 wird über einen Verstärker 37 auf eine Lampe 38 zur Anzeige der 4-Kanal-Stereophoniebetriebsart und auch auf den Schaltkreis 27 als dessen Steuersignal gegeben.

Bei dem obigen Schaltungsaufbau ergibt sich durch den Phasenkomparator 25 eine Phasenbeziehung zwischen dem ersten Pilotsignal S _{p 1} und den Signalen S₁₉ und S₃₈ in der phasenverriegelten Schleife 20, die in den Fig. 3A bis 3C gezeigt ist; damit ergibt sich das Ausgangssignal S _D des UND-Glieds 35, das in Fig. 3D gezeigt ist. Dies wird wie folgt ausgedrückt:

wobei, wenn τ₀ zu gewählt wird,

Wenn die Kapazität des Kondensators 31 mit C und der Widerstandswert des Widerstandes 32 mit R bezeichnet werden, wird die Übertragungsfunktion F _(s) des Filters 33 wie folgt ausgedrückt:

wobei τ = CR.

Damit erhält man die folgende Gleichung (4):

Damit wird das Gleichspannungssignal E _DC des Tiefpaßfilters 36 wie folgt ausgedrückt:

Wenn die Kapazität C des Kondensators 31 und der Widerstandswert R des Widerstandes 32 so gewählt werden, daß

so wird das erste Glied der obigen Gleichung (5) gleich Null. Damit ergibt sich das Gleichspannungssignal E _DC wie folgt:

Daher wird das Gleichspannungssignal E _DC nur erzeugt, wenn das zweite Pilotsignal S _{P 2} vorhanden ist. Das Gleichspannungssignal E _DC zeigt daher das Vorhandensein des zweiten Pilotsignales S _{P 2} und damit die 4-Kanal-Stereophoniebetriebsart an.

Bei der 4-Kanal-Stereophoniebetriebsart wird das Gleichspannungssignal E _DC über den Verstärker 37 auf die Lampe 38 zur Anzeige des Empfangs von 4-Kanal-FM-Stereophoniesignalen gegeben. Dabei wird der Schaltkreis 27 mit dem Gleichspannungssignal E _DC geschaltet und das Signal S₇₆ des Frequenzteilers 22 wird über den Schaltkreis 27 als Demoduliersignal auf den Schaltkreis 6 bzw. 7 gegeben, deren Ausgangssignale die Audiosignale L _F, L _B, R _F und R _B sind.

Bei der 2-Kanal-Stereophoniebetriebsart wird kein Gleichspannungssignal E _DC erzeugt, so daß die Lampe 38 nicht leuchtet; das Signal S₇₆ wird nicht den Schaltkreisen 6 und 7 zugeführt; der linke und rechte Kanal werden daher von dem Schaltkreis 5 auf die Anschlüsse 11 und 12 bzw. 13 und 14 geschaltet.

Claims

1. Decoder für 4-Kanal-FM-Stereophoniemischsignale, bestehend aus einem Hauptkanalsignal (S _m ), einem mit Trägerunterdrückung auf einen ersten Hilfsträger von 38 kHz amplitudenmodulierten ersten Hilfskanalsignal (S₁), einem mit Trägerunterdrückung auf einen gegenüber dem ersten Hilfsträger um 90° phasenverschobenen zweiten Hilfsträger von 38 kHz amplitudenmodulierten zweiten Hilfskanalsignal (S₂), einem mit Trägerunterdrückung auf einen dritten Hilfsträger von 76 kHz amplitudenmodulierten dritten Hilfskanalsignal (S₃), einem 19 kHz-Pilotsignal (S _{p 1}) zur Kennzeichnung der 2-Kanal-Stereophoniebetriebsart sowie einem 57 kHz-Pilotsignal (S _{p 2}) zur Kennzeichnung der 4-Kanal-Stereophoniebetriebsart, enthaltend eine phasenverriegelte Schaltung (20) mit einem Phasenkomparator (25), einem Tiefpaßfilter (26), einem spannungsgesteuerten Oszillator (21) und wenigstens einer Frequenzteilerkette (22, 23, 24) zur Erzeugung eines 76 kHz-Demoduliersignals, eines 38 kHz-Demoduliersignals und eines 19 kHz-Vergleichssignals aus dem Ausgangssignal des Oszillators (21), wobei dem Phasenkomparator (25) das 4-Kanal-FM-Stereophoniemischsignal und das 19 kHz-Vergleichssignal zugeführt werden, so daß das 19 kHz-Vergleichssignal (19) und das 38 kHz-Demoduliersignal (S₃₈) mit dem 19 kHz-Pilotsignal (S _{p 1}) gleichphasig sind, gekennzeichnet durch

a) ein mit dem 19 kHz-Vergleichssignal (S₁₉) und dem 38 kHz-Demoduliersignal (S₃₈) gespeistes UND-Glied (35) zur Erzeugung eines 57 kHz-Steuersignales (S _D ),
b) eine an das UND-Glied (35) angeschlossene Schaltung (34) zur Erfassung des 57 kHz-Pilotsignals (S _p2), der das 4-Kanal-FM-Stereophoniemischsignal über ein Hochpaßfilter (33) zugeführt wird,
c) sowie ein an den Ausgang der Schaltung (34) angeschlossenes Tiefpaßfilter (36) zur Gewinnung eines das Vorhandensein des 57 kHz- Pilotsignales (S _{p 2}), anzeigenden Schaltsignales (E _DC ).

2. Decoder nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das Hochpaßfilter (33) so dimensioniert ist, daß die Bedingung erfüllt ist: wobei ω die Frequenz des 19 kHz-Pilotsignales (S _{p 1}), und τ eine Zeitkonstante des Hochpaßfilters (33) ist.

3. Decoder nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß an das Tiefpaßfilter (36) ein zwischen 4-Kanal- und 2-Kanal-Stereophoniebetriebsart umschaltender Schaltkreis (27) angeschlossen ist, der beim Vorhandensein des das 57 kHz-Pilotsignal (S _{p 2}), anzeigenden Schaltsignales (E _DC ) das 76 kHz-Demoduliersignal (S₇₆) Schaltkreisen (6, 7) zur 4-Kanal-Demodulation zuführt.