DE2513790A1 - Stereodemodulatorschaltung - Google Patents

Description

2513790 DIpL-PHyS-O-E. Weber d-8 München ?i

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M 120

MOTOROLA, INC.

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Stereodemodulatorschaltung

Die Erfindung betrifft einen Stereo-Multiplex-Demodulator, wie er in der US-Patentschrift 3 617 64-1 beschrieben ist, d.h. einen Demodulator, welcher zum Empfang von stereophonen Signalen verwendet wird, beispielsweise zum Empfang von Stereomus ikprogrammen eines entsprechenden Senders. Die stereophonen Signale sind derart ausgebildet, daß ein kompatibler einohriger und stereophoner Empfang in FM-Empfängern erleichtert wird. Das zusammengesetzte Stereosignal enthält ein Hauptkanal-Summationssignal, ein kontinuierliches Wellenpilotsignal und ein Doppelseitenband-Unterkanalsignal. Genauer gesagt,

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eine linke Audioquelle und eine rechte Audioquelle, beispielsweise eine Schallplatte oder ein Hagnetband, welche an einem Sender vorhanden sein können, liefern jeweils ein Signal (L) für den linken Stereokanal und ein Signal (R) für den rechten Stereokanal. Diese zwei Signale werden einer linearen Matrix zugeführt, welche ein Hauptkanalsignal liefert, das gleich der Summe aus den Signalen für den linken Kanal und den rechten Kanal ist (L + R), und ein Unterkanalsignal, welches gleich der Differenz zwischen den Signalen für den linken Kanal und den rechten Kanal ist (L - R). In diesem System haben die Signale (L + R) Frequenzen im Bereich zviischen etwa 50 Hz und 15 kHz. Das Unterkanalsignal wird mit einem 33-kHz-Unterträger einem abgeglichenen bzw. symmetrischen Modulator zugeführt, welcher ein Doppelseitenband-Ausgangssignal mit unterdrücktem Träger erzeugt, welches das Unterkanal-Seitenbandsignal enthält. Das Hauptkanalsignal, das Unterkanal-Seitenbands ignal und ein Pilotträger werden dann addiert und als PM-Modulation auf einem Sendeträger übertragen, dessen Frequenz zwischen 33 und 108 MHz liegt.

Monoempfänger wählen dann das Hauptkanalsignal aus und demodulieren es, um einen Monoempfang bzw. einohrigen Empfang au liefern. In alternativer Weise wählen Stereoempfänger eine Kombination aus dem Hauptkanal- und dem Unterkanal-Seitenbandsignal aus, und demodulieren sie, um Ausgangssignale für einen linken und einen rechten Stereokanal zu erzeugen. Um diese Funktion zu erfüllen, ist es manchmal erforderlich, die Unterkanal-Seitenbänder mit einem 38-kHz-Signal zu multiplizieren, welches eine bestimmte Phasenbeziehung zu dem Pilotsignal mit 19 kHz aufweist. Die vorhergehende Multiplikation wird im allgemeinen nur ausgeführt, wenn das empfangene Signal tatsächlich ein als Stereosignal codiertes Signal ist und wenn es eine ausreichende Amplitude aufweist. Der Grund liegt darin, daß der Multiplikationsvorgang einen gewissen Teil des Hochfrequenz-

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rauschens, welcher in dem von dem FM-Detektor ermittelten Spektrum auftritt, in den Hörfrequenzbereich übertragen werden kann, wodurch der Rauschabstand des Empfängers verschlechtert wird.

Somit v/eisen moderne Stereoenrofanger eine "Stereodämpfungs"-Schaltung auf, welche das Vorhandensein eines angemessenen Stereosignals ermittelt und den Multiplikationsvorgang dann unterdrückt, wenn ein solches Signal keinen angemessenen Pegel hat. Unglücklicherweise wird wegen der Konfiguration von gegenwärtig verwendeten Stereodemodulatorschaltungen ein ubergangssignal erzeugt, wenn der Multiplikationsvorgang ausgelöst und beendet wird. Diese Übergangserscheinungen führen zu hörbaren Knackgeräuschen, welche oft Amplituden aufweisen, die mit der Amplitude der Signale des linken und des rechten Stereokanals vergleichbar sind und somit in den Lautsprechern des Stereosystems zu unerwünschten Geräuschen führen.

Bei einigen gegenwärtig verwendeten Demodulatoren vtfird ein weiteres Problem hervorgerufen. Dieses Problem hängt damit zusammen, daß während der Zeit, während welcher der Multiolikationsvorgang gesperrt ist, das empfangene Signal die Tendenz hat, bei bekannten Demodulatorschaltungen durch Transistoren geführt zu werden. Dies rührt daher, daß selbst dann, wenn die Demodulatorschaltung abgeschaltet ist, deren Transistoren oft in einen Zwischenzustand zwischen der Sättigung unddem gesperrten Zustand gebracht sind. Folglich kann eine erhebliche Unsymmetrie zwischen den Ausgangssignalen der Stereodemodulatorschaltung auftreten, und diese Signale können auch verzerrt sein. In bestimmten Schaltungen ist es möglich, die oben aufgezeigten Probleme dadurch zu überwinden, daß beispielsweise entsprechende Bauelemente wie Transistoren und Vorspannungswiderstände so sorgfältig ausgewählt werden, daß eine Oerfekte Symmetrie bzw. Abstimmung in der Demodulatorschaltung

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erreicht wird. Diese Technik ist jedoch sehr kostspielig und verträgt sich nicht mit der gegenwärtig herrschenden Tendenz, Stereodemodulatoren entweder sehr preisgünstig oder als integrierte Schaltung herzustellen. Genauer gesagt, die Fertigungsverfahren zur Herstellung von integrierten Schaltungen liefern Transistoren und Widerstände, deren Kennwerte bzw. Parameter über einen bestimmten Toleranzbereich schwanken. Wegen der Toleranzen bei der Herstellung können somit Bauelemente oder Bauteile, welche in einer bestimmten Schaltung an sich identische Parameter aufweisen sollten, in Wirklichkeit etwas. unterschiedliche Parameter aufweisen.

Es besteht somit eine Notwendigkeit, die Probleme im Zusammenhang mit Übergangssignalen bzw. Schaltsignalen, Unsymmetrien und Verzerrungen zu lösen, welche in bekannten Demodulatorschaltungen aufgrund der Fertigungstoleranzen vorhanden sind. Darüberhinaus sind verschiedene bekannte Demodulatoranordnungen nicht ausreichend flexibel, um durch eine Vielfalt von Stereodecodiersxgnalen betätigt zu werden.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine Demodulatorschaltung der obengenannten Art zu schaffen, welche sich zur Herstellung als integrierte Schaltung besonders gut eignet und zugleich einschaltbar und ausschaltbar ist, ohne unerwünschte Schaltsignale zu erzeugen, welche zu unerwünschten Schallereignissen führen könnten.

Weiterhin soll gemäß der Erfindung ein Stereodemodulator geschaffen werden, welcher in einem Monosignal, welches durch die Anordnung hindurchgeführt wird, keine unerwünschte Verzerrung erzeugt.

Weiterhin soll gemäß der Erfindung eine Demodulatorschaltungsanordnung geschaffen werden, bei welcher die an den Ausgangsklemmen des Demodulators auftretenden Monosignalpegel besonders gut abgestimmt sind.

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Die erfindungsgemäße Demodulatorschaltungsanordnung soll auch, dazu geeignet sein, durch einphasige, gegenphasige und durch Drei-Pegel-Stereodemodulationssignale angesteuert werden 2su können.

Die erfindungsgemäßen Stereodemodulatorschaltungsanordnungen und das Verfahren der Demodulation gemäß der Erfindung sind dazu geeignet, in Reaktion auf ein zusammengesetztes Stereosignal und auf ein Stereodecodiersignal jeweils Stereosignale für einen linken und einen rechten Kanal abzuleiten. Weiterhin liefern die erfindungsgemäßen Demodulatorschaltungen nur eine unwesentliche Verzerrung oder Unsymmetrie für Monosignale, welche durch die Schaltungen hindurchgeführt werden. Die Demodulatorschaltung weist eine Multiplizierstufe und eine Summierstufe auf. Die Ilultiplizierstuf e hat Eingangsklemmen, welchen das zusammengesetzte Stereosignal und das Stereodecodiersignal zugeführt v/erden, und sie hat Ausgangsklemmen, an welchen ein Subkanalsignal bzw. Unterkanalsignal geliefert wird. Die Summierschaltung weist eine erste Summierstufe und eine zweite Summierstufe auf, und zwar mit einem Paar von Eingangsklemmen, welche derart angeordnet sind, daß sie das Unterk^nalsignal von der Multiplizierstufe aufnehmen, und mit einem weiteren Paar von Eingangsklemmen, welche derart angeordnet sind, daß sie das zusammengesetzte Signal aufnehmen. Die erste Stufe der Summierschaltung spricht auf das Unterkanalsignal und auf das zusammengesetzte Signal an, um an einer Ausgangsklemme das Stereosignal für den linken Kanal zu liefern. Die zweite Stufe der Summierschaltung entwickelt den negativen Wert des Unterkanalsignals und addiert ihn zu dem zusammengesetzten Stereosignal, um das Stereosignal für den rechten Kanal an ihre Ausgangsklemme zu liefern. Die Summierschaltung ist derart ausgebildet, daß sie an den Ausgangsklemmen beider Stufen ein Monosi-gnal liefert, wenn die Multiplizierschaltung abge-

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schaltet ist, und zwar in Reaktion auf das ITichtvorhandensein eines angemessenen ^tereosignals. Verschiedene Abwandlungen
der Stereodemodulatorschaltung gemäß der Erfindung lassen sie dazu geeignet werden, daß entweder ein binäres oder ein Zwei-Pegel-Stereodecodiersignal verwendbar ist, wobei die Anordnung auch so getroffen sein kann, daß zwei gegenphasige binäre
Stereodecodiersignale oder ein Drei-Pegel-Stereodecodiersignal verwendbar ist. Alle Konfigurationen der Demodulatorschaltung gemäß der Erfindung haben den Vorteil, daß die Ausgangssignalqualität durch das Einschalten und durch das Abschalten der Multipliziereinrichtung nicht nachteilig beeinflußt wird.

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Die Erfindung wird nachfolgend beispielsweise anhand der Zeichnung beschrieben; in dieser zeigen:

Fig. 1 ein Blockdiagramm eines stereophonen Empfängers mit einer bekannten Stereodemodulationsschaltung, welche schematisch dargestellt ist,

Fig. 2 ein Teilblockschema und ein schematisches Teildiagramm, welches eine Stereodemodulatorschaltung gemäß einer Ausführungsform der Erfindung darstellt,

Fig. 3 ein TeilbTockschema und ein schematisches Teildiagramm, welches die Stereodemodulatorschaltung einer weiteren Ausführungsform gemäß der Erfindung darstellt, und

Fig. 4- ein Teilblockschema und ein schematisches Teildiagramm, welches eine Stereodemodulatorschaltung einer weiteren Ausführungsform gemäß der Erfindung darstellt.

Zunächst wird ein stereophoner Empfänger beschrieben. Anschließend wird eine bekannte Demodulatorschaltung beschrieben, wobei auch auf einige Probleme im Zusammenhang mit dieser bekannten Schaltung eingegangen wird, so daß die Vorteile deutlicher hervortreten, welche mit der erfindungsgemäßen Demodulatorschaltung erreichbar sind. In der Fig. 1 ist ein Stereomultiplexempfanger einschließlich einer bekannten Demodulatorschaltung in der Form einer integrierten Schaltung dargestellt, welche durch gestrichelte Linien umgeben ist. Eine frequenzmodulierte (FH) Trägerwelle enthält einen Hauptkanal oder ein Summensignal des linken und des rechten Audiosignals (L + R), einen Unterkanal oder ein Differenzsignal des linken und des rechten Audiosignals (L-R), welches auf einer unterdrückten Unterträgerwelle amplitudenmoduliert ist, und ein Pilotsignal, welches eine Frequenz aufweist, die gleich der Hälfte der unterdrückten Unterträgerfrequenz ist. Diese Welle wird von der Antenne 10

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empfangen und der Eingangsschaltung 11 des Empfängers zugeführt, welche einen HF-Verstärker, einen Konverter, einen ZF-Verstärker und einen Begrenzer aufweist, welche alle derart ausgebildet sein können, wie es dem Fachmann bekannt ist. Das Ausgangssignal der Schaltung 11 wird dann einem FM-Detektor und einer Vorverstärkerschaltung 12 zugeführt, wo das zusammengesetzte Stereosignal ermittelt wird.

Wenn stereophone Signale durch den Detektor 12 ermittelt werden, so wirddann die 19-kHz-Pilotkomponente durch die 19-kHz-Signaltrennschaltung 13 getrennt, welche ein Filter aufweisen kann, das auf die Signalfrequenz von 19 kHz abgestimmt ist. Das Ausgangssignal des i9-kHz-Signalseparators wird einem Frequenzverdoppler 14 zugeführt, welcher das unterdrückte Unterträgersignal mit 38 kHz wiederherstellt, welches als das "Stereodecodiersignal" definiert ist. Der Frequenzverdoppler 14 sollte derart ausgebildet sein, daß er ein symmetrisches Ausgangssignal liefert, um die bestmögliche SCA-Unterdrückung in dem System zu liefern, welches verwendet wird.

Das zusammengesetzte Stereosignal wird von der Ausgangsklemme des Detektors und der Vorverstärkerstufe 12 über eine Leitung 16, weiterhin über einen Kopplungswiderstand 17 an die Basis eines Eingangs-npn-Transistors 18 und an die Audiodämpfungsschaltung 23 geführt, welche die Basis des Transistors 18 in Reaktion darauf an Erde legt, daß die Amplitude des FM-Signals unter eine vorgegebene Schwelle absinkt. Ein stabiles Gleichstrom-Kollektorpotential für den Transistor 18 wird von einer Bezugsspannungskette 20 erhalten.

Der Transistor 18 wird als Emitterfolger betrieben, und die an seinem Emitterwiderstand 19 vorhandenen zusammengesetzten Stereosignale werden der Basis eines ersten Demodulatorein-

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gangstransistors 22 zugeführt. Der Kollektor des Transistors 22 ist mit den Emittern eines Paares von Transistoren 24 und 26 verbunden, welche als ein erster gesteuerter synchroner Demodulator 28 betrieben werden. Das 38-kHz-Stereodecodiersignal, welches vom Ausgang der Frequenzverdopplerschaltung 14 geliefert wird, bildet Steuersignale für den Demodulator 28. Die Basis des Transistors 25 wird über eine Leitung 30 mit einem konstanten Gleichspannungs-Bezugspotential versorgt.

Der Betrieb der Demodulatorschaltung 28 erfolgt in der Weise, daß das Steuersignal mit 38 kHz, welches dem Demodulator von der Frequenzverdopplerschaltung 14 zugeführt wird, in jedem Zyklus wirksam ist, um abwechselnd die Transistoren 24 und 26 in den leitenden und in den nichtleitenden Zustand zu versetzen. Der Transistor 26 wird durch die Differenzierwirkung der Transistoren 24 und 26.gesperrt, wenn der Transistor 24 in den durchlässigen Zustand versetzt wird und umgekehrt. Gleichzeitig wird der Transistor 22 gemäß der Klasse A betrieben, 30 daß die zusammengesetzten Stereosignale, welche am Kollektor des Transistors 22 vorhanden sind, über den voll durchlässigen Transistor 24 oder 26 der entsprechenden Ausgangsklemme 32 oder 34 zugeführt werden. Der rechte und der linke Audiofrequenzverstärker 36 und 38 sind mit den Ausgangsklemmen 32 und 34 verbunden und verstärken die demodulierten Stereosignale, welche an den Lastwiderständen 40 und 41 erzeugt werden, die mit den Ausgangsklemmen 32 und 34 verbunden sind. Die Ausgangsklemmen der Verstärker 36 und 38 sind mit den Lautsprechern 40 und 44 verbunden. Somit steuert das Stereodecodiersignal mit 38 kHz vom Prequenzverdoppler 14 die Demodulatortransistoren 24 und 26 in der Weise, daß die Signalkomponenten R von den Signalkomponenten L getrennt werden.

Der synchrone Demodulator 28 erzeugt einen im wesentlichen gleichen und voraussagbaren Betrag an unerwünschtem Übersprechen an jeder der Ausgangsklemmen 32 und 34. Um das Über-

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sprechen, welches in den Ausgangssignalen des Demodulators 28 vorhanden ist, zu eliminieren oder wesentlich zu vermindern, wird ein zweiter sjnchronsr Demodulator 46 vorgesehen, und dieser weist ein. zwsites Paar- von Schalttransistoren 4-8 und 50 auf, welche den transistoren 24· und 25 im Demodulator 28 entsprechen. Die Emitter- der Transistoren 4-8 und 50 werden mit Signalen von dem Kollektor sines zweiten Demodulatoreingangstransistors 52 versorgt, dessen Basis mit einer Gleichspannungs-Bezugspotentialquelle verbunden, wobei das Potential von der 'Vorspannungskette 20 geliefert wird« Die Treibereingangssignale für den zweiten Demodulatoreingangstransis'cor 52 werden dessen Emitter über ein Ohmsches T-Netzwerk zugeführt, welches aus den Widerständen 54-, 56 und 58 besteht. Dieses Widerstandsnetzwerk führt das zusammengesetzte Stereosignal in abgeschwächter Form an den Emitter des Transistors 52. Die Werte der Widerstände 54·, 56 und 53 sind derart gewählt, daß ein vorgegebenes Maß der Dämpfung erreicht wird, welches die Signale L und R, die an den Kollektoren der Transistoren 48 und 50 auftreten, daß sie die gleiche Amplitude und die entgegengesetzte Polarität wie die Signalkomponenten des Üfosrsprechens aufweisen, welche an den Kollektoren der Transistoren 24· und 26 auftreten. Folglich wird das Übersprechen vermindert bzw. gedämpft, wie es in der obigen Patentschrift erläutert ist«,

Wenn die Transistoren 24·, 26, 4-8. und 50 einander gut angepaßt bzw. aufeinander eng abgestimmt sein könnten, würde das zusammengesetzte Stereosignal oder das einohrige Signal, welches an den Verbindungspunkten 32 und 54 auftritt, gleiche Amplituden aufweisen. Die Audiofrequenzverstärker 96 und 58 wurden dann gleiche Treibersignale mit gleichen Amplituden für Jeweils die Lautsprecher 40 und 44 liefern.

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Aufgrund von Fertigungstoleranzen haben die Transistorpaare 24 und 26 sowie 48 und 50 jedoch keine identischen Parameter. Im einohrigen Betrieb, wenn kein Umschalten auftritt oder keine Stereodecodiersignale von dem Frequenzverdoppler 14 an den Demodulator 21 geführt werden, erfolgt eine ungleiche Stromaufteilung zwischen den Transistorpaaren 24 und 26 sowie 48 und 50. Dadurch werden sowohl die Wechselstromkomponenten als auch die Gleichstromkomponenten der Ausgangsströme an den Ausgangsklemmen 32 und 3^· in unerwünschter Weise verschieden. Weiterhin ist das Maß des Ungleichgewichtes der Stromaufteilung zwischen den Transistorpaaren 48 und 50 sowie 24 und 26 eine Funktion des Pegels der Stromamplituden, welche in den Transistoren 22 und 52 auftreten. Diese Nichtlinearität erzeugt eine Verzerrung in den Demodulatorausgangsstromen. Somit haben die einohrigen Signale, welche dem linken Audioverstärker 38 und dem rechten Audioverstärker 36 zugeführt werden, eine ungleiche Amplitude und sind verzerrt. Obwohl somit der Demodulator 21 in manchen Anwendungsfällen zufriedenstellend arbeitet, wird durch dieses Ungleichgewicht bzw. diese Unsymmetrie und die entsprechende Verzerrung im einohrigen Betrieb die Anwendbarkeit der Schaltung 21 in Stereoempfängern für besonders hohe Ansprüche im Hinblick auf eine naturgetreue Wiedergabe sehr fraglich.

Da das Stereodecodiersignal durch die Stereodämpfungsschaltung 15 unterdrückt wird, wird ein Vorspannungspotential an die Basen der Transistoren 24 und 48 geführt, und zwar durch den Frequenzverdoppler 14. Die Vorspannung vom Frequenzverdonpler 14 hat eine Amplitude, welche gleich derjenigen der Vorspannung von der Schaltung 20 ist. Wegen der unsymmetrischen Verhältnisse im Demodulator wird ein Übergang erzeugt, und zwar durch die sich ergebende Differenz in den Gleichsoannungspotentialen an den Verbindungspunkten 32 und 34, wenn der Demodulator von dem abgeglichenen oder symmetrischen Stereobetrieb auf den unsymmetrischen einohrigen Betrieb umschaltet. Ähnliche Übergangserscheinungen treten auf,

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wenn eine Multiplikation erneut ausgelöst wird. Solche Übergangserscheinungen haben erhebliche Amplituden im Vergleich zu den Amplituden der wiedergewonnenen Audiosignale. Somit können diese Übergangserscheinungen unerwünschtes Rauschen oder hörbare Geräusche in den Lautsprechern 40 und 44 erzeugen, wenn der Demodulator zwischen seinen einohrigen und seinen Stereobetrxebsschaltpunkten in der einen oder in der anderen Richtung umschaltet.

Die Fig. 2 veranschaulicht einen Stereodemodulator gemäß einer Ausführungsform der Erfindung, mit welchem die oben aufgezeigten Probleme überwunden oder zumindest stark vermindert werden und welcher den Demodulator 21 im Empfänger gemäß Fig. 1 ersetzt. Das zusammengesetzte Stereosignal oder ein einohriges Signal werden durch den FM-Detektor 12 oder eine andere Signalquelle, welche schematisch durch den Generator 74 dargestellt ist, über die Kopplungswiderstände 76 und 78 den Klemmen 86 und 88 zugeführt. Diese Signale werden auch den Widerständen 92 und 94 durch die Leiter 91 und 93 zugeführt. Die zwei Multiplizier- oder Zerhackertransistoren 80 und 82 sind zwischen der Vorspannungsklemme 84 und jeweils zwischen den Klemmen 86 und 88 angeordnet. Die Transistoren 80 und 82 können in einem invertierten Modus betrieben werden, um eine geringe Gegenspannung bzw. Kompensationsspannung zwischen dem Kollektor und dem Emitter im durchlässigen Betrieb zu erreichen. Der invertierte Modus bedeutet einfach, daß der Kollektor und der Emitter der Transistoren vertauscht sind, so daß der Emitter die Funktion des Kollektors übernimmt und umgekehrt. Die Vorspannungsquelle 84 ist derart ausgebildet und angeordnet, daß sie ein konstantes Gleichspannungspotential von einer Versorgung bekannter Konfiguration empfängt.

Die Transistoren 80 und 82 werden zwischen dem eingeschalteten und dem ausgeschalteten Zustand durch zwei gegenphasige 38-kHz-Stereodecodiersignale umgeschaltet, welche jeweils durch den

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PrequenzverdODOler 14 an deren Basis geführt werden, wobei zu bemerken ist, daß diese Schaltungsanordnung lediglich als Beispiel dient. Wegen der Phasenbeziehung zwischen den 38-kIIz-Stereodecodiersignalen ist einer der Zerhacker- bzw. Unterbrechertransistoren 30 oder 82 in einem eingeschalteten Zustand, während der andere abgeschaltet ist. Wenn der Unterbrechertransistor 80 eingeschaltet ist, ist die Klemme 86 mit der Vorspannungsklemme 84 verbunden. Da die Klemme eine Gleichspannungserde darstellt, tritt das zusammengesetzte Stereosignal an der Klemme 86 nicht auf. Gleichzeitig erscheint das zusammengesetzte Stereosignal an der Klemme 88, weil der Multiplikationstransistor 82 abgeschaltet ist. Während des nächsten Halbzyklus der Stereodecodiersignale wird der Transistor 80 gesperrt, und der Transistor 82 ist durchlässig. Durch Multiplikation des zusammengesetzten Signals und des 38-kHz-Signals wird zwischen den Klemmen 86 und 88 ein Differenzsignal gebildet, welches die Unterkanal-Information (L - R) enthält. Die Differenz-Unterkanalsignale (L - R) werden den Basen der Transistoren 108 und 110 des Differenzverstärkers 90 zugeführt. Diese Unterkanal-Information wird dann durch den Differenzverstärker 90 verstärkt, so daß Unterkanal-Informationskomponenten (L - R) an den Verbindungspunkten 95 und 97 erzeugt werden, welche jeweils in Phase und gegenphasig sind und welche jeweils dem Kollektorwiderstand 92 bzw. 94 zugeführt werden. Die Differenz aus dem linken minus dem rechten Signal (L - R) oder das Unterkanalsignal sowie der negative Wex't der Differenz aus dem linken minus dem rechten Signal - (L-R) oder das invertierte Unterkanalsignal werden mit dem Hauptkanalsignal matriziert, welches von den Widerständen 92 und 94 an den Verbindungspunkten 95 und 97 geführt wird. Daraus ergibt sich ein Signal für den linken Kanal (L) am Verbindungspunkt 97 und ein Signal für den rechten Kanal (R) am Verbindungspunkt 95» welche Stromverstarkem 96 und 98 zugeführt werden. Die Stromverstärker 96 und 98 könn-

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ten durch Snanmmgsverstärker ersetzt worden, vorausgesetzt, daß die entsprechenden Spannungspegelverschiebungen und -verstärkungen hervorgerufen werden, um eine Sättigung der Transistoren 108 und ΊlO des Differenzverstärkers 90 zu verhindern.

Um eine Multiolikation in Reaktion auf schwache stereoohone Bedingungen oder schwache einohrige Bedingungen zu verhindern, werden die Transistoren 80 und 82 entweder in einem geöffneten oder in einem kurzgeschlossenen Zustand gehalten, und zwar beispielsweise durch den Frequenzverdopoler 14. Der kurzgeschlossene Zustand wird bevorzugt, weil dabei die Soannungen an den Emittern der Transistoren 86 und 88 mib höherer Genauigkeit festgelegt sind. Diese Emitterspannungen sind die Eingangsspannungen für die Summierschaltung. In dem gesnerrten oder abgeschalteten Betriebszustand werden keine Unterkanal-Differenzsignale zwischen den Basen der Differenztransistoren 103 und 110 erzeugt. Folglich erscheint keine Unterkanal-Information an den Ausgängen des Differenzverstärkers 90. Das zusammengesetzte Stereosignal oder das einohrige Signal, welches durch den Generator 74 geliefert wird, wird über die Widerstände 92 und 94 den Eingangsklemmen der Stromverstärker 98 und 96 zugeführt.

Eine wesentliche Verbesserung, welche durch die Ausführungsform gemäß Fig. 2 gegenüber dem Stand der Technik erreicht wird, ist die Verminderung des Ungleichgewichtes bzw. der Unsymmetrie zwischen den einohrigen Signalpegeln, welche an den Ausgangsklemmen 112 und 114 erzeugt werden, wodurch somit das Ungleichgewicht bzw. die Unsymmetrie in den Schaltpegeln an den Lautsprechern 40 und 44 auf ein Minimum gebracht wird. Der einohrige Abgleich bzw. die einohrige Symmetrie in der Schaltung gemäß Fig. 2 ist eine Funktion des Wertes der Widerstände 92 und 94, welche bei der Herstellung mit hoher Genauigkeit aufeinander abgestimmt werden können. Da die Widerstände 92 und 94 weiterhin eine lineare Übertragungsfunktion haben, tragen sie tatsächlich keine Verzerrung zu einem einohrigen Signal bei, und zwar selbst dann nicht, wenn keine exakte Anpassung bzw. Abstimmung erfolgt ist.

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Weiterhin ergibt sich, daß dann, wenn die Stromverstärker 96 und 93 durch Spannungsverstärker ersetzt werden, das einohrige Signal von der Versorgung 74· an den Verbindungspunkten 95 und 97 mit Oraktisch keiner Dämpfung erscheint. Folglich wäre das einohrige Signal genauer abgeglichen und weniger verzerrt. Jedoch erfordert die Verwendung von Spannungsverstärkern eine PegelversctLebung des zusammengesetzten Stereosignals, um eine Sättigung der Transistoren IO8 und HO zu vermeiden.

Wenn ein symmetrisches Stereodecodiersignal den Transistoren 30 und 32 der Schaltung gemäß Fig. 2 zugeführt wird, werden die Übergangserscheinungen, welche bei bekannten Schaltungen während des Schaltvorganges zwischen dem Stereoempfang und dem einohrigen Empfang auftreten, wesentlich vermindert, und sie werden unhörbar. Genauer gesagt, die Gleichspannungskomponenten an dem Kollektor der Transistoren 108 und 110 bleiben nahezu unbeeinflußt von dem Einschalten und dem Abschalten der Multiplizierwirkung. Dies rührt daher, daß irgendwelche Differenz-Gleichspannungsveränderungen, welche zwischen den Klemmen 86 und 88 während des Umschaltens zwischen dem Stereobetrieb und dem einohrigen Betrieb als Ergebnis von Fertigungstoleranzen oder Unsymmetrien zwischen den Widerständen 76 und 78 auftreten, durch die Gegenkopplung, welche durch die Emitterwiderstände 100 und 102 erzeugt wird, erheblich unterdrückt werden.

Ein weiterer wesentlicher Vorteil der Ausführungsform gemäß Fig. 2 besteht darin, daß die dabei verwendeten Stereodecodiersignale unterschiedliche Phase oder Form aufweisen können, vorausgesetzt, daß ihre Gleichspannungs- bzw. Gleichstromkomponenten gleich sind. Somit kann diese Demodulatorschaltung durch Rechteck-Stereodecodiersignale von 38 kHz mit einem Tastverhältnis von 50 # getrieben werden, welche um 60 verschoben sind, so daß dadurch die dritte Harmonische des Stereodecodiersignals eliminiert wird, wie es in der obengenannten Patentanmeldung erläutert ist.

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In den Fig. 3 und 4 werden dieselben Bezugszahlen für entsprechende Bauelemente wie in der Fig. 2 verwendet. Der Aufbau der Schaltung gemäß Fig. 3 ist derselbe wie bei der Schaltung gemäß Fig. 2, mit der Ausnahme, daß der Transistor 83 einen entgegengesetzten Leitfähigkeitstyp in bezug auf den Transistor 80 aufweist und daß die Basen der Transistoren 80 und 83 miteinander verbunden sind. Diese Unterschiede ermöglichen die Verwendung eines Drei-Pegel-Stereodecodiersignals, welches einen niedrigen Pegel, einen Bezugsr>egel und einen hohen Pegel aufweisen kann. Genauer gesagt, wenn das Stereodecodiersignal hochgelegt ist, wird der Transistor in den durchlässigen Zustand versetzt und der Transistor 8-3 wird gesperrt. Wenn sich das Stereodecodiersignal auf einem Bezugspegel befindet, welcher in der Amplitude etwa dem Vorsparinungspotential entspricht, sind weder der Transistor noch der Transistor 83 durchlässig. Wenn das Stereodecodiersignal tiefgelegt ist, ist der Transistor 83 durchlässig, und der Transistor 80 ist gesperrt. Somit kann die Schaltung gemäß Fig. 3 als Drei-Pegel-Multiplizierstufe arbeiten, um unerwünschte Reaktionen auf Signale im Bereich von 114 kHz zu verhindern. In anderer Weise arbeitet die Schaltung gemäß Fig. 3 identisch mit der Schaltung gemäß Fig. Die Schaltung gemäß Fig. 3 ist auf einen Drei-Pegel-Multiplizierbetrieb ausgelegt, weil sie nur ein Drei-Pegel-Treibersignal benötigt, während die Schaltung gemäß Fig. 2 zwei getrennte Drei-Pegel-Treibersignale erfordern würde, um die unerwünschte Reaktion auf das Signal von 114· kHz zu vermeiden.

Die Konfiguration der Schaltung gemäß Fig, 4- unterscheidet sich von dem Aufbau der Schaltung gemäß Fig. 2 darin, daß der Widerstand 104- durch die Stromquelle 91 ersetzt ist und daß die Ausgangsklemme der Versorgung 74- für das zusammengesetzte Stereosignal nicht direkt mit den Kollektorwiderständen 92 und 94- verbunden ist. Weiterhin sind dieKollektorwiderstände 92 und 94- mit dem Vorspannungsleiter 111 verbunden.

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Bei den obigen Ausführungsformen gemäß Fig. 2 und 3 erfolgt die Matrix-Summierung des Hauptkanals und des Unterkanals in den Eingangsschaltungen des Differenzverstärkers 90. Bei der Ausführung3form gemäß Fig. 4 hingegen erfolgt die Matrix— Summierung in der Emitterschaltung des Differenzverstärkers 90. Genauer gesagt, während des Stereobetrieb3 werden die zusammengesetzten Stereosignale vom Generator 74· durch die Stereodecodiersignale multipliziert, weLche über die Transintoren 80 und 82 geführt v/erden, um die Differenz-Unterkanalsignale (L - R) abzuleiten, welche an die Basen der Transistoren 108 und 110 des Verstärkers 90 geführt werden. Die Unterkanal-Information (L - R) wird dann durch den Differenzverstärker verstärkt, um in Phase befindliche und gegenohasige Unterkanal-Informationskomnonenten(L - R) an den Kollektoren der Transistoren 108 und 110 zu liefern. Die IIauptkanal-Information(L + R) des zusammengesetzten Stereosignals, welche als Gleichtakt-Eingangs signal bzw. erdfreies Eingangssignal angelegt wird, erscheint in Phase an den Basen der Transistoren 108 und 110 und am Widerstand 104, um ein Gleichtakt-StromsignaL am Verbindungspunkt 106 zu erzeugen. Dieser Gleichtaktstrom wird gleichmäßig zwischen den Transistoren 108 und 110 aufgeteilt und erzeugt in Phase befindliche Hauptkanal-Kollektorausgangssignale. Die Gleichtaktsignale (L + R) werden am Verbindungspunkt 106 zu den Unterkanalsignalen (L - R) addiert sowie zu den invertierten Unterkanalsignalen - (L-R), um jeweils für den linken und den rechten Kanal Stereoausgangs3ignale an den Ausgangsklemmen 112 und 114 des Differenzverstärkers 90 zu erzeugen.

Während des einohrigen Betriebes müssen die Unterbrechertransistoren 80 und 82 durch die Treiberschaltung in einem abgeschalteten Zustand gehalten werden, so daß dadurch die Hauptkanal-Information (L η R) in die Lage versetzt wird, an die Eingangsklemmen des Differenzverstärkers 90 geführt zu werden. Die verstärkte einohrige Information erscheint an den Ausgangsklemmen 112 und 114.

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Differenz-GleichepannungsVeränderungen, welche zwischen den Klemmen 86 und 88 während des Umschaltens vom StereobetrLob auf den einohrigen Betrieb auftreten, und nwar aufgrund von Fertigungstoleranzen oder Ungleichmäßigkeiteri zwischen den Widerständen 7^> und 78, werden durch die von den Wider;Länden ΊΟΟ und 102 erzeugte Gegenkopplung entscheidend unterdrückt.

Die Schaltungen der Fig. 2, der Fig. j und der Fig. ^l\- verwenden alle dasselbe Demodulationsverfahren. Genauer gesagt, ein Stereodecodiersignal wird zuerst beispielsweise durch die Blöcke 15 und 14· gemäß Fig. 1 oder durch die in der obengenannten T?ezugsoatentanmeldung erläuterten Systeme abgeleitet. Das zusammengesetzte Stereosignal wird mit dem Stereodecodiersignal in der Multipliziersbufe multipliziert, und zwar durch den Transistor 80 und entweder den Transistor 82 oder den Transistor 8^;5, um an den Basen der Transistoren 108 und 110 des Differenzverstärkers 90 ein Unfcerkanal-Signal zu erzeugen. Der Transistor 108 verstärkt das nicht invertierte Unterkanal-Signal, welches dann zu dem zusammengesetzten Stereosignal addiert wird, um ein Ausgangsstereosignal für den linken Kanal zu erzeugen. Der Transistor 110 liefert ein invert ie r V.u.-; Unterkanal-Signal, welches zu dem zusammengesetzten Stereos i-',·- nal addiert wird, um ein Stereosignal für den rechten KanaL zu erzeugen.

Es wurden oben verbesserte Stereodemodulatorschaltungen beschrieben, welche sich als integrierte Schaltungen herstellen lassen. Die Demodulatorschaltungsanordnungen gemäß Fig.2 und 3 liefern kein unerwünschtes Maß an Ver."3erruu,s fär ein einohriges Signal, welches hiiidurchgeführt v/ird, weil I.i.eses Signal anstatt durch aktive Transistoren durch ein WLIiH-Sf-mdr.:- netzwerk geführt wird. Weiterhin wird in alien Demodul-itor-mordnungen eine (regenkopplung verwendet, um die Vorzernirit-: ^r/,u vermindern. Weiterhin haben die Widerstandijnetzwerke und die Gegenkopplung die Tendenz, unerwünschte Übergangserschoinun-

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"en daran zu hindern, daß sie zur Entstehung kommen, wenn das 31 ereodecodiersignal an die Demodulatorschaltung angelegt wird und davon getrennt wird. Die Stereodemodulatorschaltungsanordvningen liefern auch eine verbesserte Anpassung zwischen einohrigen 3ignalpegeln, die an den Ausgangsklemmen des Demodulators auftreten und ausreichend flexibel sind, durch ein-T)Ii an ige, mehrphasige und Drei-Pegel-Stereodemodulationssigtvile betätigt zu werden. Alle beschriebenen Gchaltungsanordnungen verwenden dasselbe üemodulationsverfahren, welches oben wurde.

- Patentansprüche -

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Claims (3)

1. Patentansprüche

   Demodulatorschaltung zur Erzeugung von Stereosignalen für einen linken und einen rechten Kanal mit einer ersten Signalversorgungseinrichtung, welche derart ausgebildet ist, daß sie einohrige und zusammengesetzte Stereosignale liefert, und mit einer zweiten Signalversorgungseinrichtung (38-kHz-Signale), welche derart ausgebildet ist, daß sie ein Stereodecodiersignal liefert, dadurch gekennzeichnet , daß eine Multiplizierstufe (80, 02) mit der ersten und mit der zweiten Signalversorgungseinrichtung gekoppelt ist, daß die Multiplizierstufe derart ausgebildet ist, daß sie das zusammengesetzte Stereosignal und das Stereodecodiersignal miteinander multipliziert, um ein Unterkanalsignal (L + R) zu liefern, daß weiterhin eine Summierschaltung (90) vorhanden ist, welche mit der Multiplizierstufe verbunden ist und das Unterkanalsignal envofängt und ein invertiertes Unterkanalsignal (L - R) ableitet, daß weiterhin eine erste Schaltung (9"i) vorgesehen ist, welche die erste Signalversorgungseinrichtung mit der Summierschaltung verbindet, daß die Summierschaltung auf das Vorhandensein des zusammengesetzten Stereosignals und des Unterkanalsignals und des invertierten Unterkanalsignals anspricht, um an den Ausgangsklemmen (97» 95) jeweils Stereosignale für den linken Kanal (L) und für den rechten Kanal (R) zu liefern, und daß die Summierschaltung auch auf das Vorhandensein von nur einem einohrigen Signal anspricht, um das einohrige Signal in einer im wesentlichen unverzerrten Form an die Ausgangsklemmen zu liefern.
2. 2. Schaltung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Multiplizierstufe folgende Bestandteile aufweist:

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   eine dritte Versorgungseinrichtung, welche derart ausgebildet ist, daß sie eine Vorspannungsversorgung an einer Ausgangsklemme (PA) liefert,

   einen ersten Transistor (00), welcher eine erste, eine zweite und eine dritte Elektrode aufweist, wobei die erste Elektrode mit der Summierstufe verbunden ist, die zwei be Elektrode mit der zweiten Signalversorgungseinrichtung verbunden ist und die dritte Elektrode mit der dritten Versorgungseinrichtung verbunden ist,

   weiterhin eine zweite Schaltung (76), welche die erste Signalversorgungseinrichtung mit der ersten Elektrode koppelt, weiterhin einen zweiten Transistor (82), welcher eine erste, eine zweite und eine dritte Elektrode aufweist, wobei die erste Elektrode des zweiten Transistors mit der Summier3tufe verbunden ist, wobei die zweite Elektrode des zweiten Transistors mit der zweiten Signalversorgungseinrichbung verbunden ist und wobei die dritte Elektrode des zweiten Transistors mit der dritten Versorgungseinrichtung verbunden ist, und weiterhin eine dritte Schaltung (78), welche die erste Signalversorgungseinrichtung mit der ersten Elektrode des zweiten Transistors verbindet.
3. 3. Schaltung nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Summierstufe folgende Bestandteile aufweist: einen ersten zusätzlichen Transistor (1O8), welcher eine erste, eine zweite und eine dritte Elektrode hat, wobei die zweite Elektrode mit der Multiplizierstufe verbunden ist, weiterhin eine zweite Schaltung (92), welche mit der dritten Elektrode der ersten Schaltung verbunden ist, weiterhin eine Stromversorgungseinrichtung (91), welche mit der ersten Elektrode verbunden ist, weiterhin einen zweiten zusätzlichen Transistor (11O), welcher eine erste, eine zweite und eine dritte Elektrode aufweist, wobei die zweite Elektrode des zweiten zusätzlichen Transistors mit der Multiplizierstufe verbunden ist, wobei die erste Elektrode des zweiten zusätzlichen Transistors mit der Stromversorgungseinrichtung verbunden ist, und weiter-

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   -PP-

   hin eine dritte Schaltung (94·), welche die dritte Elektrode des zweiten zusätzlichen Transistors mit der ersten Schaltung verbindet, wobei die dritte Elektrode des ernten und des zweiten zusätzlichen Transistors ,jeweils die Ausgangsklemmen (97, 96) für die Stereodemodulationsschaltung bilden.

   Monolithische Stereodemodulatorschaltung zur Erzeugung von Ausgangssignalen für einen linken und für einen rechten Stereokanal in Reaktion auf ein zusammengesetztes Stereosignal und ein Stereodecodiersignal, dadurch gekennzeichnet, daß eine Multiplizierstufe (30, 82) vorgesehen ist, welche eine erste und eine zweite Eingangsklemme sowie eine erste und eine zweite Ausgangsklemme aufweist, daß die erste Eingangsklemme derart angeordnet ist, daß sie das Stereodecodiersignal empfängt, daß die zweite Eingangsklemme derart angeordnet ist, daß sie das zusammengesetzte Stereosignal empfängt, wobei die Multiplizierstufe ein Unterkanalstereosignal (L + R) zwischen ihren Ausgangsklemmen liefert, daß weiterhin eine erste Summierstufe (Fig. 2; 91, 100, 1O^P> und 92) vorhanden ist, welche eine erste und eine zweite Eingangsklemme und eine Ausgangsklemme aufweist, daß die erste Eingangsklemme der ersten Summierstufe mit der ersten Ausgangsklemme der Multiplizierstufe verbunden ist, daß die zweite Eingangsklemme der ersten Summierstufe derart angeordnet ist, daß sie das zusammengesetzte Stereosignal emofängt, daß die erste Summierstufe auf das Unterkanalsignal und auf das zusammengesetzte Stereosignal ansoricht, um das Stereosignal (L) für den linken Kanal an ihrer Ausgangsklemme (9?) zu liefern, und daß eine zweite Summierstufe (91, 102, 110 und 94-) vorgesehen ist, welche eine erste und eine zweite Eingangsklemme und eine Ausgangsklemme aufweist, daß die erste Eingangsklemme der zweiten Summierstufe mit der zweiten Ausgang3klemme der Multiplizierstufe verbunden ist, daii die zweite Eingangsklemme der zweiten Summierstufe derart ari-

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   geordnet ist, daß sie das zusammengesetzte Stereosignal empfängt, wobei die zweite Summiereinrichtimg das Stereosignal (R) für den rechten Kanal an ihre Ausgangsklemme (95) liefert.

   Schaltung nach. Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet , daß die Ilultiplizierstufe folgende Bestandteile aufweist: einen ersten Transistor (^!3o), welcher eine erste, eine zweite und eine dritte Elektrode hat, wobei die erste Elektrode mit der ersten Eingangsklemme der ersten Summierstufe verbunden ist, wobei die zweite Elektrode derart angeordnet ist, daß sie das Stereodecodiersignal empfängt, und wobei die dritte Elektrode derart angeordnet ist, daß sie ein Vorspannungspotential emofängt, und weiterhin einen zweiten Transistor, welcher eine erste, eine zweite und eine dritte Elektrode aufweist, wobei die erste Elektrode des zweiten Transistors mit der ersten Eingangsklonime der zweiten Summierstufe verbunden ist, wobei die zweite Elektrode des zweiten Transistors derart angeordnet ist, daß sie das Stereodecodiersignal empfängt, wobei die dritte Elektrode des zweiten Transistors mit der dritten Elektrode der ernten Elektronensteuereinrichtung verbunden ist und wobei die dritte Elektrode der zweiten Elektronensteuereinrichtung auch derart angeordnet ist, daß sie das Vorspannungspotential empfängt.

   SchaIbmig nach Anspruch 4 oder 5, dadurch gekennzeichnet, daß die erste Summierstufe folgende Bestandteile aufweist: einen ersten zusätzlichen Transistor (1O8), v/elcher eine erste Elektrode hat, welcher weiterhin eine zweite und eine dritte Elektrode aufweist, wobei die zweite Elektrode ;nit der ersten Eängangsklemme der ersten Summierstufe verbunden ist und wobei die dritte Elektrode mit der Ausgangskleinme 3er ersten Summierstufe gekoppelt ist, weiterhin ein erstes Widerstandselement (92), welches die dritte Elektrode mit der zweiten Eingangsklemme der ersten Summierstufe verbindet, weiterhin eine Stromversorgungseinrichtung (9i), und weiter-

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   hin ein zweites Widerstandselement (1OO), xvelches die erste Elektrode des ersten zusätzlichen Transistors mit der Stromversorgungseinrichtung verbindet.

   7. Schaltung nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, daß die zweite Summierstufe folgende Bestandteile aufweist: einen zweiten zusätzlichen Transistor (11°), welcher eine erste Elektrode, eine zweite Elektrode und eine dritte Elektrode aufweist, wobei die zweite Elektrode des zweiten zusätzlichen Transistors mit der ersten Eingangsklemme der zweiten Summierstufe verbunden ist und wobei die dritte Elektrode des zweiten zusätzlichen Transistors mit der Ausgangsklemme der zweiten Summierstufe verbunden ist, weiterhin ein drittes Widerstandselement (94·), welches die dritte Elektrode des zweiten zusätzlichen Transistors mit der zweiten Eingangsklemme der zweiten Summierstufe verbindet, und weiterhin ein viertes Widerstandselement (iO2), welches die erste Elektrode des zweiten zusätzlichen Transistors mit der Stromversorgungseinrichtung verbindet.

   3. Verfahren zum Demodulieren eines zusammengesetzten Stereosignals, dadurch gekennzeichnet, daß ein Stereodecodiersignal aus dem zusammengesetzten Signal abgeleitet wird, daß das zusammengesetzte Stereosignal mit dem Stereodecodiersignal multipliziert wird, um ein Unterkanalsignal zu erzeugen, daß das Unterkanalsignal invertiert wird, daß das Unterkanalsignal zu dem zusammengesetzten Stereosignal addiert wird, um ein Ausgangsstereosignal für den linken Kanal zu erzeugen, und daß das invertierte Unterkanalsignal zu dem zusammengesetzten Stereosignal addiert wird, um ein Stereoausgangssignal für den rechten Kanal zu erzeugen·

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