DE2511098A1

DE2511098A1 - Schaltungsanordnung zur decodierung eines frequenzmodulierten stereo-rundfunksignals

Info

Publication number: DE2511098A1
Application number: DE19752511098
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: FR2304229A1; CA1070769A; JPS5531654B2; IT1056856B; DE2511098C2; US4063042A; FR2304229B1; GB1536961A; JPS51113502A

Description

SIEMENS AKTIENGESELLSCHAFT München 2, 1 3L MR21975

Berlin und München Witteisbacherplatz

VPA 75 P 1036 BRD

Schaltungsanordnung zur Decodierung eines frequenzmodulierten Stereο-Rundfunksignals.

Die Erfindung betrifft eine Schaltungsanordnung zur Decodierung eines frequenzmodulierten Stereo-Rundfunksignals, bei der einem FM-Demodulator ein Stereodecoder und eine Matrix nachgeschaltet sind und bei der in der Matrix aus einem Summensignalanteil des Ausgangssignals des FM-Demodulators und aus einem durch einen Synchrondemodulator aus einer Hilfsträgerfrequenzlage in die Tonfrequenzlage umgesetzten Differenzsignalanteil durch Summen- und Differenzbildung zwei Wiedergabesignale gebildet werden.

Das vom FM-Demodulator in einem Rundfunkempfänger gelieferte sog. MPX-Signal enthält drei Teile. Der erste Teil ist ein Summensignal (L+R) aus einer Linksinformation L und einer Rechtsinformation R im Tonfrequenzbereich 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. Der Synchrondemodulator setzt mit Hilfe dieses 38 kHz-Hilfsträgers das Differenzsignal (L-R) aus der 38 kHz-Lage in die Tonfrequenzlage um. Beide Signale in der Tonfrequenzlage, das Summensignal (L+R) und das Differenzsignal (L-R), werden in der Matrix zur Gewinnung der der Linksinformation L und der Rechts-

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information R entsprechenden beiden Wiedergabesignale IIτ und TJ-p nach folgenden Gleichungen zusammengesetzt:

(L+R)+(L-R) = 2L

(1+R)-(I-R) = 2R

Die Erfüllung dieser Gleichungen für die Linksinformation L und die Rechtsinformation R, d.h. daß die beiden Wiedergabesignale TJ_T und ϋ_Ώ ausschließlich die Linksinformation L bzw. die Rechts-

Ii K

information R beinhalten und zwischen ihnen kein Übersprechen besteht, hat zur Voraussetzung, daß das Sumaensignal (L+R) und das Differenzsignal (L-R) in Amplitude und Phase übereinstimmen. Da aber das Summensignal (L+R) in der Tonfrequenzlage und das Differenzsignal (L-R) in der Hilfsträgerfrequenzlage übertragen wird, wirkt sich ein nicht-linearer Frequenzgang in einem Übersprechen der beiden Y/iedergabesignale U_L und TJ_R aus. Geht man davon aus, daß der FM-Demodulator einen linearen Frequenzgang hat, daß er aber über eine Anschlußleitung an den Stereodecoder angeschlossen ist, dann sind am Eingang des Stereodecoders die Amplituden der höheren Frequenzen gegenüber denen der niederen Frequenzen dadurch abgesenkt, daß die Anschlußleitung einen RG-Tiefpaß bildet. Das bedeutet, daß das Differenzsignal (L-R) gegenüber dem Summensignal (L+R) in der Amplitude etwas kleiner ist und beide Signale in der Phase nicht mehr übereinstimmen. Dadurch sind die beiden obengenannten Gleichungen nicht mehr erfüllt, und es tritt ein unerwünschtes Übersprechen der beiden Wiedergabesignale U-r und U-p auf. Nichtlinearitäten des FM-Demodulators selbst erhöhen im ungünstigen Fall einen solchen Effekt noch.

Der vorliegenden Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine Schaltungsanordnung anzugeben, mit deren Hilfe das durch die genannten Ursachen bedingte Übersprechen der Wiedergabesignale TJt und TJ_R eines Stereoempfängers vermieden werden kann.

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Zur Lösung dieser Aufgabe wird bei einer Schaltungsanordnung der eingangs genannten Art erfindungsgemäß vorgeschlagen, daß vor den Stereodecoder ein Korrekturverstärker geschaltet ist, der aus einem Operationsverstärker möglichst hoher Verstärkung mit einem nichtinvertierenden und mit einem invertierenden Eingang besteht, wobei der Ausgang über ein RC-G-lied auf den invertierenden Eingang rückgekoppelt ist und dadurch ein linearer Frequenzgang des Summensignalanteils und des Differenzsignalanteils erreicht wird.

In einer vorteilhaften Ausgestaltung einer erfindungsgemäßen Schaltungsanordnung enthält der Korrekturverstärker einen Differenzverstärker mit zwei an den Emittern zusammengeschalteten Transistoren, wobei die Basis des ersten Transistors mit einem Eingang für das vom FM-Demodulator gelieferte Signal verbunden ist, beide Kollektoren über einen Stromspiegel miteinander verknüpft zum Bezugspotential führen und die Emitter über eine Konstantstromquelle an einem Versorgungspotential angeschlossen sind, wobei weiterhin der Kollektor des ersten Transistors mit der Basis eines Verstärkertransistors verbunden ist, dessen Emitter zum Bezugspotential und dessen Kollektor über einen ohmschen Widerstand zum Versorgungspotential führt und wobei dieser Kollektor über einen ohmschen Reihenwiderstand und einem zum Bezugspotential führenden Querkondensator mit der Basis des zweiten Differenzverstärkers verbunden ist und außerdem den Ausgang für das korrigierte zu decodierende Signal darstellt.

Mit Hilfe einer erfindungsgemäßen Schaltungsanordnung erreicht man durch eine mit einfachen Mitteln durchgeführte Linearisierung des zu decodierenden Signals eine hohe Übersprechdämpfung zwischen den beiden Wiedergabesignalen TL-und U_R. Es spielt dabei im Prinzip keine Rolle, wie die Signalaufspaltung des Summensignals (L+R) und des Differenzsignals (L-R) im Stereodecoder erfolgt. Insbesondere jedoch in dem Falle, wo keine Signalaufspaltung durch

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Tiefpaß und Bandpaß stattfindet, sondern wo das gesamte Signal auf den einen Matrixeingang und das gesamte Signal auf den Synchrondemodulator gegeben wird, der das Summensignal (L+R) in die Hilfsträgerfrequenzlage und das Differenzsignal (L-R) in die Tonfrequenzlage umsetzt, und "beide umgesetzten Signale auf den anderen Matrixeingang gegeben werden und wo dann die in den Wiedergabesignalen TJ-j. und U_R unerwünschten Anteile in der Hilfsträgerfrequenzlage leicht durch entsprechende Tiefpässe herausgefiltert werden können, läßt sich eine erfindungsgemäße Schaltungsanordnung vorteilhaft einsetzen.

An Hand der Figuren der Zeichnung soll die Erfindung näher erläutert werden. Dabei zeigt die

Fig. 1 ein Blockschaltbild einer Decodierschaltung und die Fig. 2-eine konkrete schaltungstechnische Ausführung eines erfindungsgemäßen Korrekturverstärkers.

In der Fig. 1 ist mit 1 ein FM-Demodulator bezeichnet, der über eine Anschlußleitung an einen Eingang 2 eines Korrekturverstärkers ein MPX-Signal liefert. Die Anschlußleitung ist dabei symbolisiert durch einen ohmschen längswiderstand 3 mit einem Widerstandswert R. und durch einen zum Bezugspotential führenden Querkondensator 4 mit dem Kapazitätswert C.. Der Korrekturverstärker enthält einen Operationsverstärker 5 mit einem nichtinvertierenden Eingang 6, mit einem invertierenden Eingang 7 und mit einem Ausgang 8. Der Ausgang 8 führt ein korrigiertes Signal, das mit ^ΜΙ>χν_0ΓΓ bezeichnet ist und das korrigierte, d.h. linearisierte MPX-Signal darstellt. Der Ausgang 8 des Operationsverstärkers 5 ist über einen ohmschen Widerstand 9 mit einem Widerstandswert R~ auf den invertierenden Eingang 1 des Operationsverstärkers 5 rückgekoppelt. Außerdem führt der invertierende Eingang 7 des Operationsverstärkers 5 über einen Kondensator 10 mit dem Kapazitätswert Cv- und in Reihe dazu über einen ohmschen Widerstand 11 mit dem Widerstandswert R-p zum Bezugspotential. Der Ausgang 8 des Operationsverstärkers 5 ist mit einer Frequenzweiche 12 verbunden, die über einen

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Summensignalweg für ein Summensignal (L+R) und über einen Differenzsignalweg für ein Differenzsignal (L-R) mit einer Matrix 13 verbunden ist. Dabei ist in den Differenzsignalweg ein Synchrondemodulator 14 geschaltet, der von einem in einem Generator 15 aus dem Pilotton erzeugten Hilfsträger von 38 kHz ausgesteuert wird. Die Matrix 13 hat zwei Ausgänge 16 und 17, wobei der Ausgang 16 ein Wiedergabesignal TL. und der Ausgang 17 ein Wiedergabesignal U-O führt.

Unter der vereinfachenden Voraussetzung, daß der FM-Demodulator 1 ein Ausgangssignal mit linearem Frequenzgang liefert, hat das am Eingang 2 des Korrekturverstärkers stehende MPX-Signal einen Frequenzgang, der durch das Übertragungsmaß des aus dem ohmschen Widerstand 3 und dem Kondensator 4 bestehenden Tiefpasses bestimmt ist. Dieser Tiefpaß hat das Übertragungsmaß

1
G

TP ~

1 ₊ J w R_A C_A

Der Korrekturverstärker hat unter der Voraussetzung, daß die Verstärkung gegen Unendlich geht, ein Übertragungsmaß von

G_K = 1 + 3 w R_K C_K

Dabei ist zunächst angenommen, daß der Widerstandswert R^ des ohmschen Widerstandes 11 gleich Null ist.

Zur Korrektur des Frequenzgangs ist nun erforderlich, daß das Produkt der beiden Übertragungsmaße G™ des Tiefpasses und G_R des Korrekturverstärkers in dem Bereich bis 53 kHz frequenzunabhängig ist. Multipliziert man die Formeln für die beiden Übertragungsmaße G_Tp und G_K, dann ergibt sich, daß diese Bedingung der Frequenzunabhängigkeit dann erfüllt ist, wenn ^ra*^ca^=rk*^ck; ^isi;· Unter dieser Bedingung weist das MPX-Signal am Eingang 8 für den Stereodecoder einen mindestens bis 53 kHz reichenden linearen Frequenzgang auf, der eine hohe Übersprechdämpfung zwischen den beiden Wiedergabesignalen U^ und U_R garantiert.

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Der ohmsche Widerstand 11 stellt eine vorteilhafte Y/eiterbildung dar. Er dient zur Unterdrückung von Eigenschv/ingungen des Korrekturverstärkers und wird erst oberhalb der 53 kHz-Grenze wirksam, so daß er die Frequenzkorrektur in dem Bereich bis 53 kHz nicht beeinträchtigen kann.

In der Pig. 2 hat ein Korrekturverstärker wieder den Eingang 2 für ein MPX-Signal und einen Ausgang 8 für ein korrigiertes MPX-Signal. Er enthält einen Differenzverstärker mit zwei an ihren Emittern zusammengeschalteten Transistoren 18 und 19. Der Eingang 2 ist mit der Basis des Transistors 18 verbunden. Die Emitter führen über eine Konstantstromquelle 20 zu einer Klemme 21 für ein Versorgungspotential. Der Kollektor des Transistors 18 führt über die Kollektor-Emitter-Strecke eines Transistors 22 zum Bezugspotential, der Kollektor des Transistors 19 über die Kollektor-Emitter-Strecke eines Transistors 23. Die Basen der beiden Transistoren 22 und 23 sind miteinander und mit dem Kollektor des Transistors 23 verbunden. Die Transistoren 22 und 23 bilden einen sog. Stromspiegel, der garantiert, daß die beiden Kollektoren der Transistoren 18 und 19 jeweils gleichen Strom führen. Die Basis des Transistors 19 ist über den ohmschen Widerstand 9 mit dem Ausgang 8 verbunden und führt außerdem über die Reihenschaltung des Kondensators 10 mit dem ohmschen Widerstand 11 zum Bezugspotential. Zwischen dem Ausgang 8 und der Klemme 21 liegt ein ohmscher-Widerstand 24. Weiter führt der. Ausgang 8 über die Kollektor-Emitter-Strecke eines Transistors 25 zürn Bezugspotential. Die Basis des Transistors 25 ist mit dem Kollektor des Transistors 18 und über einen Kondensator 26 mit dem Kollektor des Transistors 25 verbunden.

Der Transistor 18 stellt den nichtinvertierenden Eingang des Operationsverstärkers dar und der Transistor 19 den invertierenden, auf den über den ohmschen Widerstand 9 der Ausgang 8 rückgekoppelt

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ist. Zwischen dem Ausgang 8 und dem Kollektor des Eingangstransistors 18 liegt ein Verstärkertransistor 25. Diese Schaltungsanordnung ist für eine Realisierung in integrierter Technik gut geeignet, wobei die ohmschen Widerstände 9 und 11 und der Kondensator 10 dann zur externen Beschaltung gehören. Insbesondere ist es vorteilhaft, eine solche Schaltungsanordnung als Eingangsverstärker in einem integrierten Decoder-Baustein zu verwenden.

3 Patentansprüche
2 Figuren

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Claims

Patentanspruch 'e

1./ Sciialtungsanordnung zur Decodierung eines frequenzmodulierten Stereo-Rundfunksignals, "bei der einem FM-Demodulator ein Stereodecoder und eine Matrix nachgeschaltet sind und in der Matrix aus einem Summensignalanteil des Ausgangssignals des FM-Demodulators und aus einem durch einen Synchrondemodulator aus einer Hilfsträgerfrequenzlage in die Tonfrequenzlage umgesetzten Differenzsignalanteil durch Summen- und Differenzbildung zwei Wiedergabesignale gebildet werden, dadurch gekenn zeichnet , daß vor den Stereodecoder ein Korrekturverstärker geschaltet ist, der aus einem Operationsverstärker (5) möglichst hoher Verstärkung mit einem nichtinvertierenden und mit einem invertierenden Eingang (6,7) besteht, wobei ein Ausgang (8) über ein RC-Glied (9,10) auf den invertierenden Eingang (7) rückgekoppelt ist und dadurch ein linearer Frequenzgang des Summensignalanteils und des Differenzsignalanteils erreicht wird.

2. Schaltungsanordnung nach Anspruch 1,dadurch ge kennzeichnet , daß der Korrekturverstärker einen . Differenzverstärker mit zwei an den Emittern zusammengeschalteten Transistoren (18 und 19) enthält, wobei die Basis des ersten Transistors (18) mit einem Eingang (2) für das vom FM-Demodulator (1) gelieferte Signal verbunden ist, beide Kollektoren über einen Stromspiegel (22,23) miteinander verknüpft zum Bezugspotential führen und die Emitter über eine Konstantstromquelle (20) an einem Versorgungspotential angeschlossen sind, daß der Kollektor des ersten Transistors (18) mit der Basis eines Verstärkertransistors (25) verbunden ist, dessen Emitter zum Bezugspotential und dessen"

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Kollektor über einen ohmschen Widerstand (24) zu einem Versorgungspotential führt, und daß dieser Kollektor über einen ohmschen Reihenwiderstand (9) und über einen zum Bezugspotential führenden Querkondensator (10) mit der Basis des zweiten Differenzverstärkertransistors (19) verbunden ist und außerdem den Ausgang (8) für das korrigierte zu decodierende Signal darstellt.

3. Schaltungsanordnung nach Anspruch 2, d a d u r c.h ge -

kennzeichnet , daß zur Verhinderung von Eigenschwingungen des Korrekturverstärkers der Querkondensator (10) über einen ohmschen Widerstand (11) zum Bezugspotential führt.

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