DE2749990C2 - - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft eine Störunterdrückungsschaltung für einen Rundfunkempfänger nach dem Gattungsbegriff des Patentanspruchs 1.

Eine derartige Störunterdrückungsschaltung, die aus der Zeitschrift "Funk-Technik" 31. Jahrgang Nr. 10/1976, Seiten 296-298, sowie aus der Zeitschrift "Funkschau" 1975, Heft 18/559, Bd. 47, Seite 87, 88 bekannt ist, umfaßt somit eine Störsignaldetektorschaltung, eine Verstärkerschaltung für das Ausgangssignal der Störsignaldetektorschaltung und einen Impulsgenerator, der bei Auftreten eines Störsignals einen Impuls erzeugt, der an der Torschaltung zwischen dem Signaleingang und dem Signalausgang des Empfängers liegt, um die Signalübertragung bei einem gestörten Signal zu unter­ brechen.

Bei der bekannten Störunterdrückungsschaltung sind weiterhin Tore oder Schalter vorgesehen, die dazu dienen, ab einer Fre­ quenz oberhalb der normal vorkommenden Störimpulsfolgefre­ quenz die Zuleitung des Sperrimpulses des Impulsgenerators zur Torschaltung im Empfänger zu unterbrechen, um bei einer sogenannten Dauerstörung eine Daueraustastung des Signales zu vermeiden. Diese weiteren Tore oder Schalter sind zu diesem Zweck direkt in Reihe zwischen den Impulsgenerator und die erste Torschaltung im Empfänger geschaltet.

Die bekannte Störunterdrückungsschaltung ist somit so ausge­ bildet, daß sie ab einer bestimmten Störimpulsfolgefrequenz unwirksam wird, um eine Daueraustastung zu vermeiden.

Aus der US PS 37 39 285 ist gleichfalls eine Störunter­ drückungsschaltung bekannt, die eine bei einer Störung blockierte Torschaltung aufweist, über die das Signal an einem Speicherkondensator liegt, dessen Spannung während der Störung konstant bleibt.

Aufgrund der Tatsache, daß impulsförmige Störsignale, wie sie beispielsweise von einem Fahrzeug erzeugt werden, eine Hochfrequenzkomponente enthalten, die über ein beträchtliches Zeitintervall andauert, entnähmen die herkömmlichen Störsi­ gnalunterdrückungsschaltungen dem demodulierten Ausgangssignal nur eine Hochfrequenzkomponente, wobei dann, wenn der Pegel dieser Komponente einen bestimmten Wert erreicht, ein Steuer­ impulssignal erzeugt wird, das das Auftreten des Störsignals anzeigt. Die herkömmlichen Störunterdrückungsschaltungen können daher nur einen vergleichsweise hohen Pegel impulsför­ miger Störsignale nachweisen und sind nicht in der Lage, einen vergleichsweise niedrigen Pegel impulsförmiger Störsignale nachzuweisen, deren negativer Einfluß auf das Signalrauschver­ hältnis jedoch nicht vernachlässigbar ist.

Die der Erfindung zugrundeliegende Aufgabe besteht daher darin, die Störunterdrückungsschaltung nach dem Gattungsbe­ griff des Patentanspruchs 1 so weiterzubilden, daß sie nicht nur bei impulsförmigen Störsignalen vergleichsweise hohen Pegels sondern auch bei Störsignalen mit vergleichsweise nied­ rigem Pegel arbeitet.

Diese Aufgabe wird gemäß der Erfindung durch die Ausbildung gelöst, die im Kennzeichen des Patentanspruchs 1 angegeben ist.

Besonders bevorzugte Ausgestaltungen und Weiterbildungen der erfindungsgemäßen Störunterdrückungsschaltung sind Gegenstand der Patentansprüche 2 bis 4.

Im folgenden wird eine Ausführungsform der Erfin­ dung anhand der Zeichnung beschrieben. In dieser zeigt

Fig. 1 ein Blockschaltbild einer Ausführungsform der erfindungsgemäßen Störsignal-Nachweisschaltung,

Fig. 2 eine Darstellung von Wellenformen zur Veran­ schaulichung der Wirkungsweise dieser Schaltung,

Fig. 3 eine Anordnung des in Fig. 1 verwendeten Verstärkers 3,

Fig. 4 eine Darstellung von Wellenformen, die die Wirkungsweise des Verstärkers veranschauli­ chen,

Fig. 5 eine Abwandlung der Schaltung der Fig. 3 und

Fig. 6 ein Blockschaltbild, welches eine Abwandlung der in Fig. 1 gezeigten Schaltung darstellt.

Fig. 1 ist ein Blockschaltbild, welches die er­ findungsgemäße Schaltung als Teil eines AM-Empfängers zeigt. In dieser Figur umrandet die gestrichelte Linie eine Störsignal-Nachweisschaltung 1. Da der bei dieser Schaltung verwendete AM-Empfänger herkömmlichen Typs ist, sind nur diejenigen Blöcke dargestellt, die zur Erläuterung der Erfindung notwendig sind.

Ein von einem Mischer 2 herkommendes Signal wird durch einen ersten Verstärker 3, der als Breit­ bandverstärker dient, verstärkt und durch einen Detektor 4 nachgewiesen. Falls das ankommende Signal zu stark ist, wird das Eingangssignal zum Detektor 4 durch eine automatische Verstärkungsregelschaltung (AGC) 5 für den ersten Verstärker 3 auf einen nahezu konstanten Pegel unterdrückt. Da der Ausgang des Detektors 4 über ein Hochpaßfilter 6 und ein Dämpfungs­ glied 7 mit einem zweiten Verstärker 8 ver­ bunden ist, wird dem nachgewiesenen ankommenden Signal eine Hochfrequenzkomponente entnommen und diese ver­ stärkt. Falls im ankommenden Signal ein impulsförmiges Störsignal als Hochfrequenzkomponente enthalten ist, erscheint am Ausgang des zweiten Verstärkers 8 eine Störsignalkomponente, welche eine Amplitude hat, die anomal höher ist als diejenige eines periphären Signal­ pegels. Falls der Arbeitspegel einer Impulsgenerator­ schaltung, beispielsweise einer Schmitt-Trigger-Schal­ tung 9, auf einen Wert eingestellt ist, der den Nach­ weis dieser Störsignalkomponente ermöglicht, erzeugt die Schmitt-Trigger-Schaltung 9 auf das Ankommen einer Störsignalkomponente an ihr hin einen Schaltimpuls. Der durch die Schmitt-Trigger-Schaltung 9 erzeugte Schaltimpuls betätigt eine erste Torschaltung 12, die zwischen Zwischenfrequenzübertragern 10 und 11 im Hauptsignalweg liegt, so daß das ankommen­ de Signal, welches die Störung enthält, nicht vom ZF-Übertrager 10 zum ZF-Übertrager 11 gelangen kann. Damit der Pegel eines kon­ tinuierlichen Ausgangswerts der Störsignalkomponente am zweiten Verstärker den Arbeitspegel der Schmitt- Trigger-Schaltung 9 überschreiten kann, unterbricht der Schaltimpuls, solange die Störung vorhanden ist, eine zweite Torschaltung 13 und verhindert, daß die durch den zweiten Verstärker 8 verstärkte Störsignal­ komponente einer AGC-Schaltung 14 eingegeben wird. Falls andererseits ein vergleichsweise starkes Signal am Ausgang des zweiten Verstärkers 8 erscheint, wenn kein anomales Signal oder eine Störkomponente hervor­ gebracht ist, wird dieses durch die AGC-Schaltung 14 unterdrückt. Neben der Verstärkungsregelung für den zweiten Verstärker 8 leistet die AGC-Schaltung 14 auch eine Verstärkungsregelung für den ersten Verstärker 3, da bzw. wenn ein Teil ihres Ausgangs mit dem Eingang der AGC-Schaltung 5 verbunden ist. Daher kann ein zu verstimmter Zeit erzeugtes Hochfrequenzsignal, bei­ spielsweise eine Wellenverzerrung, mit Hilfe einer De­ tektordiode unterdrückt werden.

Fig. 2 zeigt die Wellenformen, die sich auf die Wirkungsweise der in Fig. 1 gezeigten Störsignal-Nach­ weisschaltung beziehen; (a) ist die Wellenform des an­ kommenden Signals, das eine Störung enthält; (b) ist eine Wellenform, welche die Ausgangsspannung der AGC- Schaltung 14 darstellt, welcher das Ausgangssignal des zweiten Verstärkers 8 zur Zeit des Störsignalnach­ weises nicht eingegeben wird, weil die zweite Torschal­ tung 13 unterbrochen ist; (c) ist die Wellenform eines durch die Schmitt-Trigger-Schaltung 9 zur Zeit des Störsignalnachweises erzeugten Schaltimpulses. Alle diese Wellenformen zeigen die Möglichkeit des Nach­ weises eines kontinuierlichen Störsignals mit ver­ schiedenen Amplitudenpegeln. Die mit (a′), (b′) und (c′) bezeichneten Wellenformen beziehen sich auf den Fall, wo die zweite Torschaltung 13 auf Fig. 1 weg­ gelassen ist: (a′) zeigt eine Wellenform, die der bei (a) beschriebenen entspricht; (b′) ist eine Wellen­ form, welche die Ausgangsspannung der AGC-Schaltung 14 darstellt, die auch in der Zeit eines Störsignalnach­ weises arbeitet; und (c′) ist die Wellenform eines durch die Schmitt-Trigger-Schaltung 9 erzeugten Schaltimpulses. Wie die Wellenform (c′) klar zeigt, kann ein niedriger Pegel eines Störsignals nicht nachgewiesen werden, wenn ein kontinuierliches Störsignal mit verschiedenen Am­ plitudenpegeln vorliegt.

Unter Bezugnahme auf die Fig. 3, 4 und 5 wird nun eine Abwandlung der in Fig. 1 gezeigten Schaltung im einzelnen beschrieben. Fig. 3 zeigt den Aufbau des Verstärkers 3 der Fig. 1, der einer Verwendung in einem FM-Stereoempfänger angepaßt und in der Lage ist, von den im ankommenden Stereosignal enthaltenen Störkomponenten eine Frequenzkomponente in der Um­ gebung des 19 kHz Pilottons wirkungsvoll nachzuweisen.

Der Ausgang einer 19 kHz Resonanzverstärkerschaltung 15 wird in einen ersten Signalweg und einen zweiten Signal­ weg verzweigt. Der erste Signalweg ist mit dem ersten Eingang einer Addierschaltung 16 verbunden. Der zweite Signalweg ist mit dem Eingang einer Phaseninverter­ schaltung 19 über Widerstände 17 und 18 verbunden, die zur Festsetzung einer Zeitkonstanten verwendet werden. Der Ausgang der Phaseninverterschaltung 19 ist mit dem zweiten Eingang der Addierschaltung 16 verbunden. Im zweiten Signalweg ist ein 19 kHz Parallel-Resonanz­ kreis 20 zwischen den Widerständen 17, 18 gegen Masse angeschlossen.

Fig. 4 zeigt Signalwellenformen, die an verschie­ denen Stellen der Schaltung der Fig. 3 erhalten werden. Wenn ein Pilotton, welcher eine impulsförmige Störkom­ ponente, wie in Fig. 4(a) gezeigt, enthält, vom Aus­ gang eines Diskriminators her (nicht gezeigt) der 19 kHz Resonanzverstärkerschaltung 15 eingegeben wird, weist diese Verstärkerschaltung 15 nur die 19 kHz Frequenz­ komponente und eine benachbarte Komponente nach, so daß er den 19 kHz Pilotton und eine 19 kHz Komponente im Störsignal, wie in Fig. 4(b) gezeigt, ausgibt. Wie bereits erwähnt, wird das Ausgangssignal der 19 kHz Resonanzverstärkerschaltung 15 über den ersten Signalweg direkt dem ersten Eingang der Addierschaltung 16 eingegeben. Die 19 kHz Komponente des impulsförmigen Störsignals erscheint als momentane Änderung der Amplitude im ersten Signalweg. Das Ausgangssignal der 19 kHz Resonanz­ verstärkerschaltung 15 durchläuft auch eine Resonanz­ schaltung mit einer Verzögerungscharakteristik, die durch die Widerstände 17 und 18 und den 19 kHz Parallel-Resonanzkreis 20 gebildet ist, und auf diese Weise wird ein Pilotton in Phase mit dem Signal, das im ersten Signalweg erscheint, am Eingang der Phasen­ inverterschaltung 19 erzeugt. Wegen der Existenz einer durch die Widerstände 17 und 18 bestimmten Zeitkonstanten folgt der Pilotton nicht einer plötzlichen Änderung der Störamplitude, und seine Wellenform, wie in Fig. 4(c) wiedergegeben, ist derart, daß die Einhüllende inte­ griert ist. Das Signal der in Fig. 4(c) gezeigten Form wird dann durch die Phaseninverterschaltung 19 um 180° außer Phase gebracht und dem zweiten Eingang der Addier­ schaltung 16 zugeführt, wo es zum auf dem ersten Signal­ weg befindlichen Signal, das in Fig. 4(b) dargestellt ist, addiert wird. Als Folge davon wird der Pilotton weg­ gehoben, und eine Amplitudenänderung der 19 kHz Kompo­ nente der impulsförmigen Störung mit der in Fig. 4(d) gezeigten Form wird am Ausgang der Addierschaltung 16 erzeugt. Daher kann der Anstieg eines am Ausgang der Addierschaltung 16 erscheinenden Signals zum Nachweis der Störung benutzt werden.

Fig. 5 ist eine Abwandlung der in Fig. 3 gezeigten Schaltung. Ihr Störsignal-Nachweissystem folgt der glei­ chen Wirkungstheorie wie in Fig. 3, nur daß die 19 kHz Resonanzverstärkerschaltung 15 in den ersten Signalweg eingefügt ist.

Die vorstehende Erläuterung bezieht sich auf den Fall des Nachweises einer Störkomponente in der Nachbar­ schaft des 19 kHz Pilottons, der in einem FM-Stereo­ empfänger erzeugt wird. Es kann jedoch ebenso eine Stör­ komponente in der Nachbarschaft eines Stereo-Subsignals nachgewiesen werden, indem die 19 kHz Resonanzverstärker­ schaltung 15 und der 19 kHz Parallel-Resonanzkreis 20 durch eine 38 kHz Resonanzverstärkerschaltung bzw. einen 38 kHz Parallel-Resonanzkreis ersetzt werden. Ferner ist die erfindungsgemäße Störsignal-Nachweisschaltung auf einen AM-Empfänger anwendbar; d. h. eine Störkomponente in der Umgebung einer Zwischenfrequenzkomponente kann nachgewiesen werden, indem die erfindungsgemäße Stör­ signal-Nachweisschaltung in der dem Mischer unmittelbar benachbarten Stufe eingesetzt wird und die 19 kHz Re­ sonanzverstärkerschaltung 15 und der 19 kHz Parallel- Resonanzkreis 20 durch eine 455 kHz Resonanzverstärker­ schaltung bzw. einen 455 kHz Parallel-Resonanzkreis er­ setzt werden.

Fig. 6 zeigt eine Störsignal-Nachweisschaltung 1′, die eine Abwandlung der Schaltung der Fig. 1 ist. Die Komponenten, die in Fig. 6 gleiche Bezugszeichen wie in Fig. 1 tragen, sind die entsprechenden Gegenstücke zu den Komponenten aus Fig. 1, und die Komponenten die zusätzlich zu denen der Fig. 1 vorhanden sind, sind ein Zwischenfrequenzübertrager 20′, eine Nachweisschaltung 21, ein Dämpfungsglied 22, ein Zwischenfrequenzverstärker 23 und ein Bandpaßfilter 24.

Die in Fig. 6 dargestellte Ausführungsform weist folgende Verbesserungen gegenüber der Schaltung der Fig. 1 auf. Erstens leistet die AGC-Schaltung 5 die Verstärkungsregelung für den Zwischenfrequenzverstär­ ker 23. Dies geschieht, um zu verhindern, daß die Schmitt-Trigger-Schaltung 9 infolge eines Hochfrequenz­ signals, das erzeugt wird, wenn das Eingangssignal mit Sättigung des Verstärkers 23 manchmal beschnitten wird, in Tätigkeit tritt.

Zweitens enthält diese Abwandlung eine Audio-AGC- Schleife, welche 8, 13, 14 umfaßt, und eine Störsignal- AGC-Schleife, welche 24, 14 umfaßt. Wenn ein Audio- Signal nicht vorhanden ist, ist der niedrigste Stör­ signalpegel störend; mit Anlegen eines Audio-Signals aber (Ausgang der Detektorschaltung 4) wird ein niedriger Störsignalpegel weniger störend. Daher wirkt die Audio- AGC-Schleife derart, daß bei Nichtvorhandensein eines Audio-Signals in der Schleife die AGC-Schaltung 14 nicht arbeitet und daß beim Eintreten eines Audio-Signals die Schaltung 14 arbeitet, wenn der Pegel eines Störsignals niedrig ist. Dementsprechend ist eine fehlerhafte Wirkungs­ weise infolge einer Hochfrequenzkomponente des Audio- Signals verhindert. Die Funktion der Störsignal-AGC- Schleife besteht darin, eine Unterbrechung von Audio- Signalen infolge eines kontinuierlichen Arbeitens der Schmitt-Trigger-Schaltung 9, verursacht durch ein kon­ tinuierliches Anlegen einer Störung auf hohem Pegel, zu verhindern.

Wie oben beschrieben, ist erfindungsgemäß der Ver­ stärker zum Nachweis von Störsignalen mit einer AGC- Schleife versehen, welche so aufgebaut ist, daß sie während der Störsignal-Nachweisperiode nicht arbeitet. Deshalb stellt die Störsignal-Nachweisschaltung der Erfindung den Nachweis jedes Pegels einer impulsförmi­ gen Störung sicher, unabhängig davon, wie hoch die Wiederholfrequenz der Störung ist, nämlich wie kurz das Intervall zwischen Störungen ist. Dementsprechend schafft die Erfindung eine extrem empfindliche Stör­ signal-Nachweisschaltung. Darüber hinaus entspricht die Dauer eines durch die erfindungsgemäße Störsignal- Nachweisschaltung erzeugten Schaltimpulses genau der Zeit, die eine im ankommenden Signal enthaltene Störung andauert, weshalb sich eine genaue zeitliche Abstimmung für die Störsignalbeseitigung erzielen läßt.

Darüber hinaus kann, wenn der Verstärker der Fig. 1 in der in Fig. 3 oder Fig. 5 beschriebenen Weise angeordnet ist, eine Störsignalkomponente, die sehr nahe an der Modulationssignalfrequenzkomponente liegt, fehlerfrei nachgewiesen werden, wodurch sich mit der Erfindung eine bemerkenswerte Verbesserung in der Störsignalbeseitigung verwirklichen läßt.

Claims (4)

1. Störunterdrückungsschaltung für einen Rundfunk­ empfänger, der einen Mischer, an dem die empfan­ genen Signale anliegen, eine dem Mischer nachge­ schaltete ZF-Stufe, eine der ZF-Stufe nachge­ schaltete erste Torschaltung und eine der ersten Torschaltung nachgeschaltete Tonwiedergabeeinrich­ tung aufweist, mit einer Störsignaldetektorschal­ tung, die ein hochfrequentes Störsignal im Aus­ gangssignal des Mischers wahrnimmt, einer Verstär­ kerschaltung, die das den hochfrequenten Störsi­ gnalanteil enthaltende Ausgangssignal der Störsignal­ detektorschaltung verstärkt, und einem Impulsgene­ rator, der auf die im Ausgangssignal der Verstär­ kerschaltung enthaltenen Störsignalanteile hin einen Impuls erzeugt, der an der ersten Torschal­ tung liegt und diese öffnet, dadurch gekennzeichnet,
daß eine Verstärkungsregelschaltung (14) vorgese­ hen ist, die den Verstärkungsfaktor der Verstär­ kerschaltung (8) regelt,
daß eine zweite Torschaltung (13) vorgesehen ist, die zwischen die Verstärkungsregelschaltung (14) und den Ausgang der Verstärkerschaltung (8) ge­ schalten ist und
daß der Impuls des Impulsgenerators (9) an der zweiten Torschaltung (13) liegt, die auf den Impuls hin verhindert, daß die verstärkten Störsignalan­ teile der Verstärkungsregelschaltung (14) zuge­ führt werden.

2. Störunterdrückungsschaltung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Störsignaldetek­ torschaltung eine zweite Verstärkerschaltung (3) und eine zweite automatische Verstärkungsregel­ schaltung (5) zur Regelung der Verstärkung der zweiten Verstärkerschaltung, deren Eingang mit dem Ausgang der ersten automatischen Verstärkungsre­ gelschaltung (14) verbunden ist, umfaßt.

3. Störunterdrückungsschaltung nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß die zweite Verstärker­ schaltung (3) eine Resonanzverstärkerschaltung (15), einen mit der Resonanzverstärkerschaltung verbundenen Parallel-Resonanzkreis (20), eine mit dem Parallel-Resonanzkreis verbundene Phaseninver­ terschaltung (19) und eine mit der Resonanzver­ stärkerschaltung und der Phaseninverterschaltung verbundene Addierschaltung (16) zur Addition des Ausgangssignals der Resonanzverstärkerschaltung zu demjenigen der Phaseninverterschaltung umfaßt.

4. Störunterdrückungsschaltung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß sie ein zwischen die erste Verstärkerschaltung (8) und die erste Ver­ stärkungsregelschaltung (14) geschaltetes Bandpaß­ filter (24) umfaßt.