DE2807600A1

DE2807600A1 - Stoersignal-unterdrueckungssystem fuer frequenzmodulations-empfaenger

Info

Publication number: DE2807600A1
Application number: DE19782807600
Authority: DE
Inventors: Satoru Horie; Shinji Kitahara; Koichi Sakai; Kozo Suzuki
Original assignee: Toko Inc
Current assignee: Toko Inc
Priority date: 1977-02-22
Filing date: 1978-02-22
Publication date: 1978-08-31
Also published as: DE2807600B2; GB1562891A; HK40282A; DE2807600C3; US4195203A

Description

"AT E N TA NVA LT E

HELMUT SCHROETER KLAUS LEHMANN

DIPL.-PHYS. DIPL.-INC.

Toko, Ine« yi°to-12

Se/H
21. 2. 1978

Störsignal-Unterclrüekungssy stern für Frequenzmodulations-Empfanger

Die Erfindung betrifft ein Störsignal°Unterdrüekungssystem für
Frequenzmodulations-Empfänger mit einer Störsignalausblendsehaltung in der einer Multiplexdemodulationssehaltung vorgeschalteten Stufe» Die Störsignalausblendschaltung dient dazu, die Arbeitskreise eines Frequenzmodulation-Empfängers von Störungen freizuhalten j, die etwa durch Zündfunken oder dergleichen verursacht
werden könnten.

In der FM-Sendeteehnik wird in bekannter Weise von einem Summensignal (Hauptkanal) und einem zusammengesetzten Signal Ge·= brauch gemacht, das ein Stereo-Hilfskanal-Signal (23 bis 53 kHz) und ein 19 kHz~Leitsignal umfaßt« Das 19 kHz=Leitsignal wird auf 38 kHz verfielfacht_s dem Hilfskanal-Signal hinzuaddiert und darauf zum Zwecke der verzerrungsfreien Demodulation, zur Abtrennung des L-Signals (links) und des R-Signals (rechts) aus dem zusammengesetzten Signal übertragen» Ist_s wie vorausgesetzt₉ eine Störsignalausblendschaltung vorhanden ₉ so wird beim Auftreten von Störsignalen das 19 kHz-Leitsignal aufgrund der Arbeitsweise der
Störsignalausblendschaltung unterbrochen= Dies stellt eine große Behinderung bei der Demodulation des Stereosignals dar. Beim Ver~ such, ein solches Problem zu lösen,, wurden bisher verschiedene
Systeme vorgeschlagen. Diese waren jedoch deshalb nicht zufriedenstellend, weil Schwierigkeiten der weiter unten beschriebenen Art auftraten.

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H. SCHROETER Telegramme: Schroepat Sdiwsbisdi Gmünd 02/00 535 (BLZ 613 700 86) X.LEHMANN Telegramme: Sdiroepat

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Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, ein verbessertes
Störsignal-Unterdrückungssystem zu schaffen, das die Nachteile der bekannten Systeme vermeidet und insbesondere geeignet ist, ohne störende Unterbrechung die Arbeitsweise des Stereodemodulators fortzuführen.

Die Erfindung löst die gestellte Aufgabe in erster Linie durch die in Anspruch 1 angegebenen Maßnahmen.

Der Vorteil einer solchen Ausbildung ist darin zu sehen, daß
selbst während der Zeitabschnitte, während der die Störsignalausblendschaltung in Tätigkeit tritt, weiterhin ein 19 kHz-Leitsignal aus einem zusammengesetzten Stereosignal erfaßt wird und daß demgemäß ein 38 kHz-Signal in die Multiplex-Demodulationsschaltung über die Phasenfolgeschaltung eingespeist wird.

Gemäß einer vorteilhaften Weiterbildung der Erfindung kann

in der Störsignalausblendschaltung eine Schaltung zum Erfassen des 19 ^kHz-Leitsignals von der Art enthalten sein, daß dadurch ein impulsreiches Störsignal mit einer Frequenzcharakteristik

von —— kHz (n = 1, 2...), das mit einem zusammengesetzten Stereosignal gemischt ist, auszublenden, womit ein stabile Erfassung des 19·khz-Leitsignals bewirkt wird und eine ausgezeichnete Stereotrennung erzielbar ist.

Weitere Merkmale der Erfindung, sowie dadurch erzielte Vorteile ergeben sich aus der nachfolgenden Beschreibung, in der, in
Verbindung mit den Zeichnungen, nach einer kurzen Beschreibung des bekannten Standes der Technik, zwei Ausführungsbeispiele der Erfindung erläutert sind. Es zeigen

Fig. 1 ein Blockdiagramm der gebräuchlichen Art eines Störsignal-Unterdrückungssystems mit einer Störsignalausblendschaltung und einer Multiplex-Demodulationsschaltung,
Fig. 2 ein Blockdiagramm eines ersten Ausführungsbeispiels der Erfindung,

Fig. 3 ein Blockdiagramm eines weiteren Äusführungsbeispiels der Erfindung.

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Um ein besseres Verständnis der¹ Erfindung zu erleichtern wird zunächst eine kurze Beschreibung des gebräuchlichen Störsignal-Unterdrückungssystems für FM~Empfänger an Hand der Pig- I gegeben-Ein solches System enthält eine Frequenzmodulations=Detektorschaltung 1, eine Störsignalausblendschaltung 2 mit einem 19 kHz-Hilfoszillator 4 sowie eins Multiplex-Demodulationsschaltung 3 zum Trennen eines Stereosignals in einen L-Kanal 7 und einen R-Kanal 8. Der Ausgang des Frequenzmodulations-Detektors ist über die Störsignäl-Ausblendschaltung an eine^rPhasenfolgeschaltung 5 (phase-locked loop) geführt, mit der Schwingung eines 19 kHz Hilfsoszillators6 synchronisiert, auf 38 kHz· vervielfacht und darauf in die Multiplexdemodulationsschaltung 3 eingespeist,, Wenn das Stereosignal stabil abgestimmt ist, geht an die Multi·= plexdemodulationsschaltung 3 über die Störsignalausblendschaltung 2 ein zusammengesetztes Signal einschließlich eines 19 kHz-Leit signals.. Wird dagegen ein Störsignal eingeführt, tritt die Störsignal-Ausblendschaltung 2 in Tätigkeit, so daß das an die Multiplexdemodulationsschaltung 3 geführte zusammengesetzte Signal unterbrochen wird. Als Folge hiervon wird es notwendig, das 19 kHz-Leitsignal vom Hilfsoszillator ¹J einzuspeisen, da es zum Zwecke der Demodulation des Stereosignals erforderlich ist.

Deshalb war es bisher allgemein üblich, eine solche Schaltung zu verwenden, die nur bei Sperrung einer Torschaltung, das heißt nur beim Auftreten von impulsreichem Störsignal, ein Signal von 19 kHz und einen Gleichstromausgang gleichwertig dem zusammengesetzten Störsignal unmittelbar vor der Sperrung der Torschaltung einander im Stereodemodulator Überlagert.

In einem FM-Empfänger mit einer Störsignalausblendschaltung der oben beschriebenen Bauweise zeigen sich häufig Probleme, besonders.dann, wenn ein Empfänger zusätzliche Funktionen enthält, die ebenfalls schon allgemein gebräuchlich sind, wie AGC, AFC und eine automatische Monaural-Stereo-Umschaltung ebenso wie einen Signalintensitätsmesser (S-Meter) oder einen Abstimm-

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anzeiger (T-Meter), die der bequemen Handhabung des Empfängers dienen, und eine Stereolampe (Stereoanzeiger), womit die automatische Monauralstereoumschaltung angezeigt wird. Wenn die Storsignalausblendschaltung 2 in Tätigkeit tritt, wird die Stereolampe ausgeschaltet, da das zusammengesetzte Signal unterbrochen ist und zur gleichen Zeit das 19 kHz-Leitsignal ebenso unterbrochen ist. Ein solches An- und Abschalten der Stereolampe äußert sich in einem Schlaggeräusch wie"Pop" oder dergleichen. Darüber hinaus wird selbst während eines monophonen Empfangs beim Einstreuen von Störsignalen in die Empfangswelle die Störausblendschaltung in Tätigkeit treten, so daß der Hilfsoszillator h veranlaßt wird, daß 19 kHz-Signal zu erzeugen. Dies äußert sich in ähnlichen Erscheinungen, wie sie beim stereophonen Empfang auftreten.

Die oben erwähnte FM-Empfangstechnik ist deshalb nachteilig, weil die oben beschriebenen Erscheinungen durch die Bedienungsperson wie auch die Zuhörer unangenehm empfunden werden.

In den Fig. 2 und 3 sind Ausführungsbeispiele der Erfindung mit ihren wesentlichen Bestandteilen dargestellt. Fig. 2 zeigt ein Blockdiagramm eines ersten Ausführungsbeispiels, bei dem der Ausgang eines FM-Detektors über einen Puffer 117 zu einer Störsignal-Ausblendschaltung 12 gelangt. In dieser wird der Ausgang des FM-Detektors auf zwei Wegen weitergeleitet. Einmal gelangt er über ein Hochpaßfilter 19, auf dem anderen Weg über ein Tiefpaßfilter 113· Der Weg über das Hochpaßfilter ist so ausgebildet, daß er Störsignale nur im Frequenzband von 53 khz bis 1 MHz überträgt. Dieser Weg ist ein sogenannter Störsignaldetektorweg. Er führt über ein Störsignal-Detektorschaltung Ho, die aus einem Differentiationsschaltkreis besteht. Darauf geht er über eine Impulswandlersehaltung 111 und eine monostabile Kippstufe 112 zu einer Torschaltung 114. Auf der anderen Seite ist der Weg über das Tiefpaßfilter/sö ausgebildet, daß alle FrequenzbestandteUe

durch

unter loo kHz/gehen, einschließlich eines zusammengesetzten Stereosignals, so daß diese Bestandteile zur Torschaltung H¹J gelangen.

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Die vorhergehend genannten zwei Schaltungswege führen somit bis zur Torschaltung 114 und bilden so logische Schaltungen wie NAND-Schaltungen oder dergleichen. An eine Multiplex-Demodulations= schaltung 13 ist der Ausgang 115 der Störsignal-Ausblendschaltung 12 über einen Puffer 118 und der Ausgang des Tiefpaßfilters über einen Puffer 119_s einen Phasennachstellkreis 12o und eine Phasenfolgeschaltung 15 (phase-locked loop) geführt-

Beim oben erwähnten bekannten Stand der Technik_s war es notwendig _s vom Hilfsoszillator 4 ein 19 kHz-Signal einzuspeisen₉ wenn ein Störsignal auftrat_s weil das zusammengesetzte Signal unterbrochen wurde, wenn die Störsignal-Ausblendschaltung in Tätigkeit trat. Im Gegensatz hierzu gibt es beim Beispiel der Pig» 2 keine solche Notwendigkeit_s wie man ohne weiteres erkennt» Gemäß der Anordnung der Figo 2 ergibt sich in normal abgestimmtem Zustand folgende Arbeitsweise. Das zusammengesetzte Signal wird durch das Tiefpaßfilter 113 in der Störsignal-Ausblendschaltung 12 durchgelassen und dann der Multiplex-Demodulations=· schaltung 13 über die Torschaltung 114_s die in diesem Fall geöffnet ist j zugeführt. Zur selben Zeit ist das zusammengesetzte Signal einschließlich des 19 kHz-Leitsignals vom Tiefpaßfilterweg stets an die Phasenfolgeschaltung 15 über den Puffer 119 und den Phasen-Nachstellkreis 12o geführt. Währenddessen wird ein 19 kHz-Signal_s das als Bezugsfrequenz dient_s vom HilfS= Oszillator 16 in die Phasenfolgeschaltung 15 eingespeist₉ um die Synchronisation des 19 kHz-Leitsignals zu bewirken. Auf die= se Weise wird das letztgenannte Signal auf 38 kHz in der Phasenfolgeschaltung 15 vervielfacht und stets in die Multiplex-Demodulationsschaltung 13 eingespeist_s gleichgültig,, ob die Torschaltung 114 geöffnet oder gesperrt ist. Wenn nun Störsignale _s etwa aufgrund von Zündfunken oder dergleichen₉ in das zusammengesetzte Signal eingestreut werden_s wird das Störsignal im Frequenzband von 53 khz bis 1 MHz durch das Hochpaßfilter 19 durchgelassen und gelangt von dort zur Torschaltung 114 über die Impulsverarbeitungsschaltung ₉ die die Störsignal-Detektorschaltung Ho₉ die Impulswandlerschaltung 111 und die monostabile Kippstufe 112 enthält. Gleichzeitig geht das zusammengesetzte Signal zur Tor-

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Schaltung 114 über das Tiefpaßfilter 113. Beide Signale stehen nun an der Torschaltung 114 an. Wenn nun ein auf dem Hochpaßfilterweg verfügbares Störfeststellungssignal an die Torschaltung 111 gelangt, wird diese abgesperrt, so daß die Einspeisung des zusammengesetzten Signals in die Multiplexdemodulationsschaltung 13 unterbrochen wird. Nach Sperrung der Torschaltung tritt ein Haltekreis 116 in Tätigkeit, so daß eine Gleichspannung in die Multiplex-Demodulationsschaltung 13 über den Puffer 118 eingespeist wird, um den unterbrochenen Ausschnitt aus dem zusammengesetzten Signal zu ersetzen. Unabhängig von der Tatsache, daß die Torschaltung 114 gesperrt ist, gibt das Tiefpaßfilter 113 das 19 kHz-Leitsignal an die Phasenfolgeschaltung 115 über den Puffer 119 und den Phasen-Nachstellkreis 12o ab, so daß das 19 kHz-Leitsignal erfaßt, auf 38 kHz vervielfacht und in die Multiplex-Demodulationsschaltung 13 eingespeist wird. Auf diese Weise ist es gemäß vorliegender Erfindung möglich, das. Leitsignal zu erfassen und eine stabile Trennung des Stereosignals zu bewirken, ohne eines weiteren Hilfsoszillators wie in der Anordnung gemäß dem bekannten Stand der Technik zu bedürfen.

Die Fig. 3 ist ein Blockdiagramm eines zweiten Ausführungsbeispiels der Erfindung. Auch bei diesem Ausführungsbeispiel enthält das Störsignal-Unterdrückungssystem eine Störsignal-Ausblendschaltung 22, einen Schaltungsweg zum Erfassen des 19 kHz Leitsignals und einen Schaltungsweg für die Stereodemodulation, wie dies auch beim Beispiel der Fig. 2 der Fall war. Die Störsignal-Ausblendschaltung 22 umfaßt einen Schaltkreis zum Feststellen impulsreichen Störsignals, eine Torschaltung zur Unterbrechung des zusammengesetzten Stereosignals und einen Haltekreis zur Abgabe einer Gleichspannung entsprechend dem Wert unmittelbar vor dem Sperren der Torschaltung.

Die Störsignal-Ausblendschaltung 22 wird nachstehend im einzelnen beschrieben. In dieser Schaltung wird der Ausgang der Frequenzmodulations-Detektorschaltung 21 einem Hochpaßfilter 29 und einem Tiefpaßfilter 213 über einen Puffer 217 wie im Beispiel der Fig. 2 zugeführt. Darüber hinaus enthält die Störsignal-Aus-

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1)!endschaltung 22 einen Schaltungsweg zum Peststellen eines impulsreichen Störsignals_s der über das Hochpaßfilter 29 führt, sowie einen Schaltungsweg zum Ableiten eines zusammen= gesetzten Stereosignals durch das Tiefpaßfilter 213. Beide Hege erstrecken sich bis zur Torschaltung 214„ Ebenfalls vorgesehen ist ein Haltekreis 2l6_s der einen Kondensator enthält und dazu dient, in die Ausgangsstufe 215 der Torschal¹= tung 214 eine Gleichspannungskomponente einzuspeisen_s die dem Wert entspricht j, der unmittelbar vor Absperrung der Torschaltung 214 vorliegt» Natürlich ist die Störsignal-Ausblendschaltung 22 in keiner Weise auf die vorhergehend beschriebene Anordnung beschränkt und kann die Puffer 218 und 219 wie auch weitere Be-= standteile einschließen, die erforderlich sind_s um dem Empfänger die bestmögliche Auslegung zu geben» In einigen Fällen kann in der Störsignal-Ausblendschaltung auch der Schaltkreis zum Erfassen des 19 kHz-Leitsignals und der Stereodemodulator eben= falls eingeschlossen sein.

Im Schaltkreis zum Erfassen des 19 kHz' -Le it signals wird ein zusammengesetztes Signal vom Tiefpaßfilter 213 abgeleitet.

Dieses Signal geht über ein Filter 221 zum Durchlaß der Fre-

19 quenz von 19 kHz, so daß impulsreiche Störsignale von —- kHz aus dem zusammengesetzten Stereosignal entfernt werden, das wiederum durch den Puffer 219 und die Phasen-Nachstellschaltung 22o geleitet wird, so daß es in der Phasenfolgeschaltung 25 (phase-locked loop)erfaßbar ist. Man kann das Filter 221 so ausführen, daß es nicht nur ein Filter zum Durchlaß von 19 kHz enthält, sondern auch ein Filter, das das Frequenzband unterhalb 19 kHz des zusammengesetzten Stereosignals, das durch das Tiefpaßfilter 213 gegangen ist, abschneidet. Das 19 kHz.-Leitsignal kann nicht nur vom Tiefpaßfilter 213, sondern auch vom Puffer 217 abgeleitet sein. Im letzteren Fall sollte allerdings das Filter eine solche Charakteristik haben, daß es nur die Frequenz von 19 kHz durchläßt.

Wie oben beschrieben,ergibt sich gemäß der Erfindung ein Schalfc-

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kreis zum Erfassen des 19 kHz-Leitsignals, der selbst dann wirksam ist, wenn das zusammengesetzte Signal mittels der in der Störsignal-Ausblendschaltung enthaltenen Torschaltung unterbrochen ist, so daß ein vervielfachtes Signal von 38 kHz fortwährend in die Multiplex-Demodulationsschaltung eingespeist wird. Auf diese Weise ist es möglich, die Notwendigkeit zu umgehen, das 19 kHz-Signal mittels eines besonderen Hilfsoszillatars zu erzeugen, wie dies beim Stand der Technik der Fall ist. Ferner können Probleme gelöst werden, die sich aus den verschiedenen Funktionen eines FM-Empfängers ergeben. Insbesondere ist es gemäß der Erfindung möglich, unangenehme Erscheinungen, wie "Pop"-Geräusch zu vermeiden, das gerne auftritt, wenn die Monaural-Stereo-Umschaltung stattfindet oder wenn die Stereolampe an- und abgeschaltet wird oder wenn Störsignale während eines monphonen Empfangs auftreten usw. Insbesondere im Beispiel der Fig. 3 ist es aufgrund der Tatsache, daß das Filter 221 für die Frequenz von 19 kHz vorgesehen ist, möglich, auszuschliessen, daß die Phase impulsreichen Störsignals vermischt mit der Phase des 19 kHz-Leitsignals im phasenempfindlichen Detektor erfaßt wird, der die Phasenfolgeschaltung 25 darstellt, wenn ein solches impulsreiches Störsignal eine Wiederholungsfrequenz in der Nähe von —. kHz (n = 1, 2, ...} hat. Mit anderen Worten wird ein Differenz-Schwebungssignal zwischen dem oben erwähnten überlagerungssignal und dem 19 kHz-Zeitsignal erzeugt, wodurch es möglich ist, die Charakteristik der Stereotrennung vor einer Verschlechterung zu bewahren.

Es ist ohne weiteres ersichtlich, daß im Falle der Ableitung des 19 kHz-Leitsignals vom Puffer 11? oder 217 ein ähnlicher Effekt bewirkbar ist, wie er oben beschrieben wurde, indem das 19 kHz-Leitsignal in die Phasenfolgeschaltung mittels eines Filters eingespeist wird, das allein für die übertragung des 19 kHz-Leitsignals ausgelegt ist.

Wie aus der vorhergehenden Beschreibung ersichtlich ist, kann mittels des Störsignal—Unterdrückungssystems gemäß vorliegender

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Erfindung eine Lösung der verschiedenartigen Probleme des suvor erwähnten herkömmlichen Systems erzielt werden_s bei dem das 19 kHz-Signal nur dann eingespeist wird, wenn ein solches Signal unterbrochen wurde. Gemäß der Erfindung ist es demnach möglich, "Pop"-Geräusch zu unterbinden, das gerne auftritt, wenn die Torschaltung gesperrt wird, die Stereolampe an- oder abgeschaltet wird, wobei die Kreuzmodulation des 19 kHz-Leitsignals als Bezugsfrequenz für die Stereodemodulation dient. Ebenso kann eine fälsche Arbeitsweise der Phasenfolgeschaltung aufgrund impulsreichen Störsignals von -^ kHz (n = 1, 2, ».ο) vermieden werden, was sich in einer stabilen Trennung des zusammengesetzten Stereosignals auswirkt.

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Claims

PATENTAMV'ALTE

HELMUT SCHROETER KLAUS LEHMANN

DIPL.-PHYS. DIPL-INC.

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PATENTANSPRÜCHE

Störsignal-Unterdrückungssystem für Frequensmodulations-Empfän=- ger mit einer Störsignalausblendschaltung in der einer Multi= plex-Demodulationsschaltung vorgeschalteten Stufe, dadurch g e =· kenn, zeichnet ₉ daß in der Störsignalausblendschaltung (12; 22) eine Torschaltung (114; 214) vorgesehen ist_s tiobei von der dieser vorgeschalteten Stufe (113; 213) stets ein zusammengesetztes Signal abgeleitet ist, das eine Phasenfolgeschaltung (15; 25) so durchläuft_s daß die Frequenz hiervon auf 38 kHz vervielfacht und in die Multiplex-Demodulationsschaltung (135 23) eingespeist wird=
2. Störsignal-Unterdrückungssystem nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet , daß die Störsignalausblendschaltung (12; 22) ein Hochpaßfilter (19; 29) und ein Tiefpaßfilter (113; 213) enthält, die beide an den Ausgang eines Frequenzmodulationsdetektors (11; 21) angeschlossen sind, und daß der Ausgang einer Einrichtung (Ho, 111, 112; 21o, 211, 212) zum Feststellen des Vorliegens eines Störsignals durch das Hochpaßfilter (19; 29) sowie der Ausgang des Tiefpaßfilters (113; 213) an die Torschaltung (114; 214) angeschlossen sind "und daß eine Einrichtung (119, 12o, 15; 221, 219, 22o, 25) zum Erfassen eines 19 kHz-Leitsignals vom Tiefpaßfilter (113; 213) im System enthalten ist.
3. Störsignal-Unterdrückungssystem nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet , daß die Störsignalausblendschaltung (12; 22) ein Hochpaßfilter (19; 29) und ein Tiefpaßfilter (113;

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t>-707 SCHWÄBISCH GMOMD GEMEINSAME KONTEN: D-8 MÖNCHEN 70

Telefon: (07171) 56 90 Deutsche Bank München 70/37369 (BLZ 700 700 10) Telefon: (0 89) 77 89 56

H. SCHROETER Telegramme: Sthrocpit Schwäbisch Gmiind 02/00 535 (BLZ 613 700 86) K.LEHMANN Telegramme: Schroepat

Bodugasse 49 Telex: 7248 868 pagd d Pojuchetkkonto München 167941-804 Lipowskyjtraße 10 Telex: 5 212 248 pawe d

ORIGINAL INSPECTED

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213) enthält, die beide an den Ausgang eines.Frequenzmodulationsdetektors (11; 21) angeschlossen sind, und daß eine Einrichtung (119, 12o, 15; 221, 219, 22o, 25) zum Erfassen eines 19 kHz-Leitsignals aus der dem Hochpaßfilter (19; 29) und dem Tiefpaßfilter (113; 213) vorgeschalteten Stufe im System, enthalten ist.
4. Störsignal-Unterdrückungssystem nach Anspruch 1, gekennzeichnet durch eine Schaltung, durch die von der der Torschaltung (114; 214) vorgeschalteten Stufe ein zusammengesetztes Stereosignal ableitbar und ein auf 38 kHz vervielfachtes Signal in einen Stereodemodulator (23, 27, 28) über einen stets ein 19 kHz-Leitsignal durchlassenden Filterkreis (221) und über die Phasenfolgeschaltung (25) einspeisbar ist.
5. Störsignal-Unterdrückungssystem nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet , daß der Filterkreis (221) allein das 19 kHz-Leitsignal durchläßt.
6. Störsignal-Unterdrückungssystem nach Anspruch 4, gekennzeichnet durch eine Filtereinrichtung, durch die das Tiefpaßfilter durchlaufende Frequenzen oberhalb 19 kHz übertragbar sind.

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