DE2511026A1

DE2511026A1 - Schaltungsanordnung zur kontinuierlichen basisbreiteneinstellung in einem stereodecoder

Info

Publication number: DE2511026A1
Application number: DE19752511026
Authority: DE
Inventors: Dietmar Dipl Ing Mallon
Original assignee: Siemens AG
Current assignee: Siemens AG
Priority date: 1975-03-13
Filing date: 1975-03-13
Publication date: 1976-09-16
Also published as: FR2304228A1; IT1056857B; US4032717A; JPS51115706A; GB1536963A

Description

SIEMENS AKTIENGESELLSCHAFT München 2, 1 3L MRZ1975

Berlin und München Witteisbacherplatz 2

VPA 75 P 1038 BRD

Schaltungsanordnung zur kontinuierlichen Basisbreiteneinstellung in_einem Stereodecoder. _

Die Erfindung betrifft eine Schaltungsanordnung zur kontinuierlichen Basisbreiteneinstellung in einem Stereodecoder, bei dem aus einem Empfangssignal ein Summensignal und ein Differenzsignal zweier Wiedergabesignale gewonnen und über eine Matrix mit Summen- und Differenzbildung zu den Wiedergabesignalen umgeformt werden.

Das zur Übertragung zweier diskreter Nachrichtenkanäle, die beim Stereo-Rundfunk die Informationen zweier Aufnahmegeräte für Links und Rechts und dementsprechend für zwei Wiedergabelautsprecher für Links und Rechts enthalten, übliche frequenzmodulierte Stereo-Multiplex-Signal besteht aus drei Teilen. Der erste Teil ist ein Summensignal (L+R) aus der Linksinformation L und der Rechtsinformation R im Frequenzbereich von 30 Hz bis 15 kHz. Der zweite Teil ist ein Differenzsignal (L-R) aus der Linksinformation L und der Rechtsinformation R, das einem unterdrückten 38 kHz-Hilfsträger aufmoduliert ist. Das Frequenzband für das Differenzsignal (L-R) reicht mit dem unteren und oberen Seitenband von 23 kHz bis 53 kHz. In einem dritten Teil wird ein Pilotton von 19 kHz übertragen, der in dem Stereodecoder das Regenerieren des 38 kHz-Hilfsträgers erlaubt. Dieser 38 kHz-Hilfsträger ist mit dem Pilotton phasenstarr verbunden. In dem Stereodecoder werden das Summensignal (L+R) und

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das Differenzsignal (L-R) in der ursprünglichen Frequenzlage, d.h. von 30 Hz bis 15 kHz über die Matrix zu Wiedergabesignalen U-J- und TL, geformt, die dann auf die entsprechenden Wiedergabegeräte gegeben werden. Das Umsetzen des Differenzsignals (L-R) aus der 38 kHz-Lage in die ursprüngliche Frequenzlage geschieht mit einem Synchrondemodulator, der von dem regenerierten 38 kHz-Hilfsträger gesteuert wird. Ein solcher Stereodecoder ist kompatibel für Mono- und für Stereosendungen. Bei einer Monosendung, die nur ein Summensignal (L+R) enthält, ist der Differenzsignalweg gesperrt Dasselbe geschieht, wenn im Falle einer Steresendung die Empfangsfeldstärke zu gering ist, als daß der Synchrondemodulator einwandfrei arbeiten würde. In diesen Fällen ist nur der Summensignalweg durchlässig; die beiden Wiedergabegeräte bekommen aus diesem Grunde beide dieselbe Information. Liefert dagegen der Synchrondemodulator ein Differenzsignal (L-R) in voller Signalstärke, dann bekommen im Idealfall beide Wiedergabegeräte vollkommen getrennte Signale. Es tritt dann kein Übersprechen des einen Kanals auf den andern ein. Bei dieser vollkommenen Kanaltrennung erscheinen zwei entsprechende Wiedergabelautsprecher dem Hörer als originäre Schallquellen, deren empfundener räumlicher Abstand mit Basisbreite bezeichnet wird. Je weniger die Kanäle voneinander getrennt sind, d. h. je mehr ein Kanal auf den andern überspricht und je mehr ein Lautsprecher Informationen vom andern enthält, desto mehr rücken die empfundenen Schallquellen zusammen und desto kleiner wird die Basisbreite. Im Extremfall einer Monosendung und im Falle eines totalen Übersprechens, wo beide Lautsprecher dieselbe Information wiedergeben, ist die Basisbreite auf den Wert Null zusammengeschrumpft; die vom Hörer empfundene Schallquelle liegt in der Mitte zwischen den beiden tatsächlichen Lautsprechern.

Wird während des Empfanges eines Stereosignals der Stereodecoder von Mono auf Stereo und umgekehrtumgeschaltet, dann erscheint

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dies bei der Wiedergabe als eine Umschaltung der Basisbreite vom Wert Null auf den Maximalwert und umgekehrt. Bei schwankenden Empfangsfeldstärken macht sich dies insbesondere bei Autoradioempfängern störend bemerkbar als ein ständiges hartes Umschalten zwischen Mono und Stereo.

Der vorliegenden Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine Schaltungsanordnung anzugeben, mit der dieses harte Umschalten vermieden wird und die Basisbreite kontinuierlich eingestellt werden kann.

Zur Lösung dieser Aufgabe wird bei einer Schaltungsanordnung der eingangs genannten Art erfindungsgemäß vorgeschlagen, daß vor den Matrixeingang für das Differenzsignal (L-R) ein Abschwächer geschaltet ist, der einen Steuereingang für eine Steuerspannung hat und abhängig von dieser Steuerspannung das Differenzsignal (L-R) abschwächt.

Vorteilhaft ist diese Steuerspannung für den Abschwächer derart von der Empfangssignalstärke abhängig, daß der Differenzsignalanteil in den Wiedergabesignalen U-r und U_R bei geringer werdender Empfangssignalstärke abnimmt.

Nimmt man eine solche Steuerspannung damit nicht nur zum diskreten Aus- und Einschalten des Differenzsignalweges, sondern leitet sie aus der Empfangssignalstärke her, dann erreicht man eine sich automatisch nach der Empfangssignalstärke richtende Basisbreite der Wiedergabekanäle. Damit ist ein kontinuierliches Überblenden zwischen Mono und Stereo möglich. Ein notwendiges Umschalten von Mono auf Stereo macht sich damit dem Hörer nicht auf so unangenehme Weise bemerkbar, wie dies bei einem harten Umschalten der Fall ist.

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Eine vorteilhafte Ausgestaltung einer erfindungsgemäßen Schaltungsanordnung besteht darin, daß der Abschwächer zwei Differenzverstärker mit jeweils zwei an ihren Emittern zusammengeschalteten Transistoren enthält, zwischen deren Basen die Steuerspannung angelegt ist, daß der erste Differenzverstärker mit den beiden Emittern an eine Quelle für das Differenzsignal (L-R) und der zweite mit den Emittern an eine Konstantstromquelle angeschlossen ist und daß die Kollektoren jeweils eines der Differenzverstärkertransistoren zusammengeschaltet sind,'wobei das eine Paar Versorgungspotential führt und das andere Paar den Ausgang für das abgeschwächte Differenzsignal b·(L-R) bildet.

Diese Schaltungsanordnung läßt sich in vorteilhafter Weise dadurch " erweitern, daß der Abschwächer zwei weitere in derselben Weise aufgebaute Differenzverstärker mit einer Quelle für das negative Differenzsignal -(L-R) und mit einem Ausgang für das negative abgeschwächte Differenzsignal -b*(L-R) enthält und daß dadurch ein Teil der Matrix gebildet ist, so daß an beiden Ausgängen das Summensignal (L+R) nur addiert zu werden braucht, damit die beiden Wiedergabesignale entstehen.

Mit diesen Ausgestaltungen stellt eine erfindungsgemäße Schaltungsanordnung eine besonders für die Integration geeignete Realisierung einer erfindungsgemäßen Schaltungsanordnung dar. ·

Weitere Einzelheiten einer erfindungsgemäßen Schaltungsanordnung sollen an Hand der Figuren der Zeichnung näher erläutert werden. Dabei zeigt die

Fig. 1 ein Prinzipschaltbild'und die

Fig. 2 ein konkretes Ausführungsbeispiel mit den genannten Ausgestaltungen.

Die Fig. 1 enthält das Blockschaltbild eines Stereodecoders in einfacher Form. Mit 1 ist ein Eingang für ein sog. MPX-Signal, das Stereo-Multiplex-Signal, bezeichnet. Dieser Eingang 1 ist

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nit einer Frequenzweiche 2 verbunden, in dem das MPX-Signal-auf lie beiden Signalwege für das Summensignal (L+R) und für das Differenzsignal (L-R) aufgespalten wird. Das Summensignal (L+R) gelangt direkt auf eine Matrix 3. Das Differenzsignal (L-R) in ler 38 kHz-Lage wird auf einen Synchrondemodulator 4 gegeben, der laraus mit Hilfe eines über einen Eingang 5 geführten Hilfεträgers Um von 38 kHz das Differenzsignal (L-R) in der Normallage nacht. Diesem Synchrondemodulator 4 ist ein Abschwächer 6 nachgeschaltet, der außer einem Ausgang für das abgeschwächte Differenzsignal b*(L-R) mit b als Abschwächungsfaktor einen Steuereingang für eine Steuerspannung Ug aufweist. Das abgeschwächte Differenzsignal b·(L-R) wird auf die Matrix 3 gegeben. Die Matrix 3'hat zwei Ausgänge 8 und 9, die zwei Wiedergabesignale U^ und U_R führen. "

Es ist bei dieser Darstellung offengelassen, wie die Signalaufspaltung des Summensignals (L+R) und des Differenzsignals (L-R) 5rfolgt. Es ist dies möglich durch einen Tiefpaß und einen Bandpaß oder durch einfache direkte Zuführung des gesamten MPX-Sigaals zur Matrix und zum Synchrondemodulator. Im zweiten Falle aaben die Ausgangssignale der Matrix jeweils Anteile des anderen Kanals in der 38 kHz-Lage, die aber leicht durch entsprechende Tiefpässe herausgefiltert werden können.

Die Decodierung des MPX-Signals zu den Wiedergabesignalen U_T und lT-d folgt den folgenden Matrix-Gleichungen:

U_L = a*(L+R)+b·(L-R) = L·(a+b)+R·(a-b) U_R = a-(L+R)-b-(L-R) = R·(a+b)+L*(a-b)

Der volle Stereoeffekt wird dann erreicht, wenn a = b 4=· O ist. Dann ist die Übersprechdämpfung zwischen den Wiedergabesignalen J_T und U-T, und damit die Basisbreite maximal.

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Im vorliegenden Falle ist a = 1 festgesetzt und b ist variabel zwischen den Werten O^b^1. Damit können je nach der Größe von b alle Werte zwischen den Extremwerten Stereo und Mono durchlaufen werden. Der Faktor b wird über den Abschwächer 6 dem Differenzsignal (L-R) beaufschlagt. Seine Größe ist vorteilhaft eine Funktion der Eingangssignalstärke bzw. allgemein von einer Steuerspannung IL,. Damit bekommen die obengenannten Matrixgleichungen folgende Werte:

U_L = L-(i+b)+R*(i-b) und U_R = R«(i+b)+L'(i-b).

In der Fig. 2 enthält ein Synchrondemodulator vier Transistoren

10 bis 13· Dabei sind die Emitter der beiden Transistoren 10 und

11 zusammengeschaltet und führen über die Kollektor-Emitter-Strecke eines Transistors 14 und über eine Konstantstromquelle 16 zum Bezugspotential. Weiter sind die Emitter der beiden Transistoren

12 und 13 zusammengeschaltet und führen über die Kollektor-Emitter-Strecke eines Transistors 15 und über eine Konstantstromquelle zum Bezugspotential. Die Basis des Transistors 15 ist mit einem Eingang 18 für eine Referenzspannung IL, ,,, die Basis des Transistors 14 mit einem Eingang 19 für ein Differenzsignal (L-R) in der 38 kHz-Lage verbunden. Die Emitter der beiden Transistoren 14 und 15 sind über einen ohmschen Widerstand 20 miteinander verbunden. Ein Eingang 45 mit einem Hilfsträgersignal TJm von 38 kHz liegt jeweils zwischen den Basen der Transistoren 10 und 11 und der Transistoren 12 und 13. Die Kollektoren der beiden Transistoren 10 und 12 sind zusammengeschaltet und führen ein Differenzsignal (L-R) in der ursprünglichen Frequenzlage mit positivem Vorzeichen; die Kollektoren der Transistoren 11 und 13 sind ebenfalls zusammengefaßt und führen das Differenzsignal -(L-R) mit negativem Vorzeichen.

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Der Abschwächer 6 besteht aus den Transistoren 21 bis 28. Dabei sind die Emitter der beiden Transistoren 21 und 22 zusammengeschaltet und führen über eine Konstantstromquelle 29 zum Bezugspotential. Ebenso sind die Emitter der beiden Transistoren 27 und 28 zusammengeschaltet und führen über eine Konstantstromquelle 30 zum Bezugspotential. Die Emitter der beiden Transistoren 23 und sind zusammengeschaltet und mit den zusammengeschalteten Kollektoren der Transistoren 10 und 12 verbunden und führen das positive Differenzsignal (L-R). Die Emitter der beiden Transistoren 25 und 26 sind zusammengeschaltet und mit den zusammengeschalteten Kollektoren der Transistoren 11 und 13 verbunden und führen das negative Differenzsignäl -(L-R). Die eine von zwei Klemmen eines Eingangs für die Steuerspannung TJg ist mit den Basen der Transistoren 21,. 24»25 und 28 verbunden, die andere Klemme mit den Basen der Transistoren 22,23,26 und 27. Die Kollektoren der Transistoren 22,24, 25 und 27 führen zu einer Klemme 32 für ein Versorgungspotential, die Kollektoren der Transistoren 21 und 23 zu einem Ausgang 33 für das Wiedergabesignal Uy, und die Kollektoren der beiden Transistoren 26 und 28 zu einem Ausgang 34 für das Wiedergabesignal IL,.

Erweitert ist das Ausführungsbeispiel nach der Pig. 2 durch Schaltungsteile, die die Matrix 3 des Stereodecoders vervollständigen. Zu diesem Zweck ist ein Eingang 35 für das Summensignal (L+R) mit der Basis eines Transistors 36 verbunden, dessen Kollektor zur Klemme 32 für das Versorgungspotential führt. Der Emitter liegt über eine Konstantstromquelle 37 auf Bezugspotential und ist über einen ohmschen Widerstand 38 mit dem Emitter eines Transistors 39 verbunden. Dessen Emitter führt über eine Konstantstromquelle 40 zum Bezugspotential. Der Kollektor des Transistors 39 ist mit den zusammengeschalteten Emittern zweier Transistoren 41 und 42 verbunden, dessen Basen gemeinsam zu einer der Klemmen des Eingangs für die Steuerspannung U_g führen. Der Kollektor des Transistors ist mit dem Ausgang 34 und über einen ohmschen Yfiderstand 43 mit der Klemme 32, der Kollektor des Transistors 42 mit dem Ausgang und über einen ohmschen Widerstand 44 mit der Klemme 32 für das Versorgungspotential verbunden.

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Die Polarität und die Höhe der Steuerspannung Ug bestimmen, welcher Transistor jeweils der vier Paare aus den Transistoren 21 "bis 28 mehr leitend ist als der andere. Damit wird auch "bestimmt, welcher Anteil des von der Konstantstromquelle 29 gelieferten Stroms und des aus dem Synchrondemodulator 4 gelieferten Differenzsignals mit positivem Vorzeichen +(L-R) an den Ausgang 33 geliefert wird und über den ohmschen Widerstand 44 zur Ausgangs spannung Uj "beiträgt und welcher Anteil direkt zur Klemme 32 fließt. Dasselbe gilt für das Ausgangssignal mit negativem Vorzeichen -(L-R) des Synchrondeinodulators 4 und für den von der Konstantstromquelle 30 gelieferten Strom. Die Stromanteile fließen jeweils entweder zum Ausgang 34 und tragen damit über den ohmschen Widerstand 43 zur Ausgangsspannung U_R bei oder fließen direkt zur Klemme 32. Das Summensignal (L+R) wird über den Eingang 35 auf den Transistor 36 gegeben und wird verstärkt über den Transistor 39, der an seiner Basis ebenfalls wie der Transistor 15 mit dem Eingang 18 für eine Referenzspannung U_R „ verbunden ist, und über die Transistoren 41 und 42 aufgeteilt an die Ausgänge 33 und 34 gelegt und trägt über die ohmschen Widerstände 43 und 44 zur Ausgangsspannung U_R bzw. U^ bei. Die beiden ohmschen Widerstände 43 und 44 bilden somit die Summationspunkte der Matrix 4, wobei am ohmschen Widerstand 44 die Summe aus dem Summensignal (L+R) und dem Differenzsignal (L-R) und am ohmschen Widerstand 43 die Differenz aus dem Summensignal (L+R) und dem Differenzsignal (L-R) steht.

4 Patentansprüche
2 Figuren

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Claims

P_a t_e_n_t_a_n_s 2_r_ü_c_h_e

J Schaltungsanordnung zur kontinuierlichen Basisbreiteneinstellung in einem Stereodecoder, bei dem aus einem Empfangssignal ein Summensignal und ein Differenzsignal zweier Wiedergabesignale gewonnen und über eine Matrix mit Summen- und Differenzbildung zu den Wiedergabesignalen umgeformt werden, dadurch gekennzeichnet , daß vor den Matrixeingang für das Differenzsignal (L-R) ein Abschwächer (6) geschaltet ist, der einen Steuereingang (7) für eine Steuerspannung (U„) hat und abhängig von dieser S teuer spannung (IT,-.) das Differenzsignal (L-R) abschwächt.
2. Schaltungsanordnung nach Anspruch 1, dadurch ge kennzeichnet , daß die Steuerspannung (U„) für den Abschwächer (6) derart von der Empfangssignalstärke abhängig ist, daß der Differenzsignalanteil in den Wiedergabesignalen ("0"-,-,U-P.)

Jj K

bei geringer werdender Empfangssignalstärke abnimmt.
3. Schaltungsanordnung nach Anspruch 1, dadurch ge kennzeichnet , daß der Abschwächer (6) zwei Differenzverstärker mit jeweils zwei an ihrem Emittern zusammengeschalteten Transistoren (21 und 22 bzw. 23 und 24) enthält, zwischen deren Basen die Steuerspannung (TJ₃) angelegt ist, daß der erste Differenzverstärker (23,24) mit den beiden Emittern an eine Quelle für das Differenzsignal (L-R) und der zweite (21,22) mit den Emittern an eine Konstantstromquelle (29) angeschlossen ist und daß die Kollektoren jeweils eines der Differenzverstärkertransistoren (21,23 bzw. 22,24) zusammengeschaltet sind, wobei das eine Paar (22,24) Versorgungspotential führt und das andere Paar (21,23) den Ausgang (33) für das abgeschwächte Differenzsignal (b·(L-R)) bildet.

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4. Schaltungsanordnung nach Anspruch 3, dadurch ge kennzeichnet , daß der Abschwächer (6) zwei weitere in derselben Weise aufgebaute Differenzverstärker (25 bis 28) mit einer Quelle für das negative Differenzsignal (-(L-R)) und mit einem Ausgang (34) für das negative abgeschwächte Differenzsignal (-b(L-R)) enthält und daß dadurch ein Teil der Matrix gebildet ist, so daß an beiden Ausgängen (33 und 34) das Sumraensignal (L+R) nur addiert zu werden braucht, damit die beiden Wiedergabesignale (U_L,U_R) entstehen.

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