DE2551824C3 - Schaltung zur Verbesserung der Tonqualität beim Empfang von AM-Nachrichtensignalen und deren Wiedergabe - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft eine Schaltung zur Verbesserung der Tonqualität beim Empfang von AM-Nachrichtensignalen und deren Wiedergabe nach dem Oberbegriff des Patentanspruchs 1.

Aus »Electronics« Vol. 15, Nr. 12, S. 126 (Dezember 1942) ist bekannt, beim Entwurf von Schaltungsanordnungen zur Verbesserung der Tonqualität bzw. bei der Wiedergabe von Nachrichtensignalen bei eingeengter Bandbreite von der Erkenntnis auszugehen, daß dem Ohr im mittleren Frequenzbereich Verzerrungsmuster angeboten werden können, die dem Zuhörer hoch- und tieffreqcente Klangerlebnisse vortäuschen, obwohl die dem Ohr zugeführten Informationen hohe und tieffrequente Signale nicht enthalten.

Aus »Funk und Ton« Band 5(1951), Nummer 5, Seiten bis 257, ist bekannt, daß die Kennlinie des menschlichen Ohres im mittleren Hörbereich im wesentlichen einen kubischen Charakter aufweist und bei Steigerung des Schalldruckes über 70 Phon eine quadratische Komponente aufweist.

Aus »Akustische Beihefte« unter dem Patronat der internationalen akustischen Zeitschrift »Acustica« Vol. (1955) Heft I. Seiten 67 bis 74, ist eine Schaltung bekannt, bei der ein erster Teil des Signals direkt dem üblichen Tonfrequenzverstärker zugeführt wird und daß ein zweiter Teil des Signals mittels eines ersten NF-Bandfilters abgezweigt wird und mittels eines nichtlinearen Schaltgliedes verzerrt und anschließend mittels eines zweiten NF-Bandfilters derart gefiltert wird, daß nur Oberwellenanteile durchgelassen werden. Weiter sind Schaltungen bekannt (Rundfunk Technische Mitteilungen, Jahrgang 5974, Heft 3 Seite 160 bis 164 und Buch: Speechanalysis & synthesis and perception by Flanagan; Günter Gassmann, Pilot controlled overtone reproduction), bei denen in Abhängigkeit der Amplitude und Tonhöhe des empfangenen Signals ein Rauschen erzeugt wird, welches mit bestimmter Bandbreite dem Originalton zugesetzt wird. In einen

is anderen Fall werden die durch eingeengte Bandbreite fehlende Obetöne mittels eines Pilottones, der im gesendeten Signal eingefügt ist, wieder zugesetzt. Dies bedingt jedoch zusätzliche Maßnahmen auf der Senderseite, was das Verfahren weniger universell macht, und außerdem nicht anwendbar ist für die Wiedergabe von Tonträgern mit eingeengter Bandbreite. Das Zusetzen von Rauschen bringt zwar eine Verbesserung des Klangeindruckes, kann jedoch nur in beschränktem Umfang eine Klangverbessening bewirken, weil die Beziehung zum Originalsignal kaum vorhanden ist.

Mit den in ,diesen Druckschritten enthaltenen Maßnahmen ist es jedoch nicht möglich AM-modulierte Nachrichtensignale, die mit eingeengter Bandbreite übertragen werden, mit erweiterter Bandbreite so wiederzugeben, daß eine wesentliche Verbesserung der Tonqualität erreicht wird, weil die zugemischten Signale nicht von den empfangenen Signalen abgeleitet sind. Aufgabe der Erfindung ist es, AM-modulierte Nachrichtensignale die mit eingeengter Bandbreite übertragen werden, durch Zumischen von Obertönen, die aus dem ursprünglich empfangenen Signal abgeleitet werden, mit erweiterter Bandbreite wiederzugeben um dadurch die Tonqialität zu verbessern.

Nach der Erfindung wird diese Aufgabe durch die im Kennzeichen des Anspruchs 1 enthaltenen Maßnahmen gelöst. Vorteilhafte Weiterbildungen der Erfindung sind in den Unteransprüchen 2 bis 4 beschrieben.

Die Erfindung wird nun anhand von Ausführungsbeispielen näher erläutert.

Die Zeichnung zeigt ein Blockschaltbild.
Zweck der elektronischen Maßnahmen ist die Klangverbesserung bei AM-Tonrundfunkempfang auf LW, MW und eventuell auf KW. Die modernen

so keramischen Bandfilter, die zunehmend auch im AM-Zwischenfrequenzteil bei Tonrundfunkempfängern angewendet werden, bieten hohe Selektion und steile Flanken. Von der Hochfrequenzseite gesehen, kommt man mit solchen Filtern der idealen Durchlaßkurve näher als mit den bisher üblichen LC-Bandfiltern. Von der Niederfrequenzseite gesehen führt jedoch dieser steile Abfall am oberen Ende des zu übertragenden Tonbereiches zu einem Verlust, da sich dieser steile Abfall gehörmäßig sehr unangenehm bemerkbar macht.

Der Klang wird hohl und topfig. Die Möglichkeit besteht, daß man sich in Zukunft auf eine weitere Bandbreiteneinengung von z. B. 4 kHz festgelegt, um I. einige zusätzliche Kanäle zu gewinnen und 2. ein technisch günstigeres Frequenzraster zu bekommen.

Dies impliziert jedoch, daß dann das übertragene Tonspektrum einen Bereich von ca. 40 Hz bis 4 kHz umfaßt, zumal die Sender beauftragt werden, ihrerseits die NF-Modulation oberhalb 4 kHz zu beschneiden, um

Störungen in den Nachbarkanälen zu vermeiden. Die früher vielfach angewandte Methode, den AM-Ton durch eine Höhenanhebung bei 5 bis 6 kHz etwas aufzufrischen, wird nicht mehr bringen.

Schaltungsbeschreibung

Nach der Demodulation 9 bzw. vom Tonträgereingang 10 wird das NF-Signal über einen Tiefpaß 7 mit Fg=A^ kHz oder 4 kHz geleitet Dieser Tiefpaß soll verhindern, daß eventuelle Storsignale zur Wiedergabe gelangen (9-kHz-Pfeifen, Interferenzpfeifen oder Rauschen älterer Schallplatten). Danach wird das Signal dem üblichen NF-Verstärker 2 zugeleiteL Das aus dem Tiefpaß kommende Signal wird ebenfalls über ein NF-Bandfilter 3 geleitet, welches den Bereich von ca. 1,5 kHz bis 4 kHz oder 4,5 kHz herausgefiltert Der Bereich von 1,5 kHz bis 4,5 kHz wurde gewählt, weil die ersten Obertöne der meisten Instrumente liegen. Es ist bekannt daß der Klangcharakter eines Instruments zu einem wesentlichen Teil durch die Amplitude und Phasenlage der ersten und zweiten Oberwelle bestimmt wird. Deshalb werden die im Originalsignal enthaltenen ersten Obertöne herausgezogen, um daraus in Abhängigkeit von ihrer Amplitude und Phasenlage zum Grundton weitere höherzahlige Oberwellen zu bilden. Das so gewonnene Tonspektrum wird nun über ein nichtlineares Glied 4, z. B. eine Diodenkombination geleitet, derart, daß ein Spektrum entsteht, welches eine Reihe von geradzahligen und ungeradzahligen Oberwellen enthält. Es liegt in der Natur einen nichtlinearen Gliedes, daß neben Oberwellen auch Differenztone (Intermodulation) entstehen. Der höchste Interferenzton zwischen der höchsten und tiefsten in Frage kommenden Frequenz wäre 3 kHz (4,5 kHz minus 1,5 kHz), welcher durch das 2. NF-F-Filter (4,5 bis ca. 15 kHz) heraus gefiltert wird, so daß bezüglich Intermodulation keine Beeinträchtigungen zu befürchten sind. Das gewonnene Oberwellenspektrum wird mittels des 2. NF-Bandfilters 5 im Bereich 4 oder 4,5 kHz bis ca. 15 kHz herausselektiert und dem Originalton beigefügt. Mit Hilfe einer relativ einfachen RC-Kombination 6 kann man die Phasenlage und die Amplitude der gewonnenen Oberwellen zur Grundwelle verändern, was zu einer Klangänderung führt

Der Rest des NF-Verstärkers ist konventioneller Art Die verschiedenen NF-Filter sind als aktive Filter gedacht, die sich mit billigen integrierten Schaltkreisen venvirkiichen lassen. Bei der Einfügung 8 des gewonnenen Signals in den NF-Verstärker «iaß eine Trennschaltung angebracht werden, um Rückwh kungen auf den F.ingang des 1. NF-Bandfilters zu vermeiden.
Selbstverständlich kann man bei dieser Maßnahme auf keinen Fall von Hi-Fi sprechen. Sie hilft, höchstens das Klangqualitätsgefälle zwischen AM- und FM-Übertragung kleiner zu machen oder mit anderen Worten, den Hörgenuß einer AM-Sendung zu vergrößern.

Hierzu 1 Blatt Zeichnungen

Claims (4)

Paientansprüche:

1. Schaltung zur Verbesserung der Tonqualität beim Empfang von AM-Nachrichtensignalen und deren Wiedergabe, wobei die Übertragung mit einer durch das AM-Übertragungsverfahren eingeengten Bandbreite und die Wiedergabe mit einer erweiterten Bandbreite erfolgt, mit einer Abzweigung in der ein Teil des Signals durch nichtlinearer Verzerrung verändert und dem ursprünglichen Signal zugemischt wird, dadurch gekennzeichnet, daß nach der Demodulationsstufe (9) bzw. nach dem Tonträgereingang (10) die Abzweigung 1 vorgesehen ist, derart, daß ein erster Teil des Signals direkt dem üblichen NF-Verstärker zugeführt ist und daß der zweite Teil des Signals einer Schaltung zugeführt wird, die aus einem NF-Bandfilter (3) mit einer unteren Grenzfrequenz {fg\) von 1,5 kHz und einer oberen C--enzfrequenz (Fg₂) von 4,5 kHz besteht, dem ein nichtlineares Schaltglied (4) sowie ein weiteres NF-Bandfilter (5) mit einer unteren Grenzfrequenz (fg\) von 4,5 kHz und einer oberen Grenzfrequenz (fgi) von 15 kHz nachgeschaltet sind und daß der zweite Teil des Signals anschließend ebenfalls dem NF-Verstärker zugeführt ist.

Z Schaltung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß dem nichtlinearen Schaltglied (4) eine Schaltung (6) nachgeschaltet ist, die eine Beeinflussung der Amplituden und Phasenlage der gewonnenen Oberwellen ermöglicht.

3. Schaltung nach 1 und 2, dadurch gekennzeichnet, daß nach der Dt/noduli.ionsstufe (9) bzw. nach dem Tonträgereingamj, (10), jedoch vor der Abzweigung (1) ein Tiefpaßfilter Π mit einer oberen Grenzfrequerz (fg,) von 4,5 kHz vorgesehen ist.

4. Schaltung nach Anspruch 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß am Eingang des NF-Verstärkers (2) eine Entkopplungsanordnung (8) vorgesehen ist.