DE2842111C3 - AM-Stereoempfänger - Google Patents
AM-StereoempfängerInfo
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Description
Die Erfindung betrifft einen AM-Stereoempfänger zum Empfang von Signalen der Form
(X+ L+R)cos (wj+Φ),
wobei Φ gleich arc tg [(L-R)I(X +L+Rj\ ist und L und
R Informationssignale darstellen, mit einer Schaltungsanordnung zur Ermittlung der Stereoinformation in
dem empfangenen Signal und mit einer Korrekturschaltung zur Erzeugung eines Korrektursignals, welches
eine Funktion des Cosinus des Modulationswinkels ist. Ein derartiger AM-Stereoempfänger ist aus der DE-OS
15 741 bekannt.
Da ein AM-Stereosignal kompatibel sein soll, d. h., eine unverzerrte monophone Wiedergabe oder einen
Empfang L+R in monophonen Empfängern ermöglichen soll, würde ein ideales System nur eine
Summeninformation oder eine monophone Information auf der Hüllkurve haben, während hingegen eine
ausreichende Information für eine ordnungsgemäße Stereowiedergabe in den Stereoempfängern vorhanden
wäre. Eine derartige Einrichtung ist in der DE-OS 15 741 beschrieben. Bei diesem System wird ein
Träger mit einer Phasenverschiebung von 90° mit einer Information moduliert, welche der Summe und der
Differenz der linken und rechten Information entspricht Nach der Modulation wird der Träger begrenzt um
Amplitudenveränderungen zu entfernen, wobei jedoch die Quadratur-Phaseninformation erhalten bleibt Der
Träger wird dann mit der Summe oder dem monophonen Signal amplitudenmoduliert, und zwar in
einer Leistungsverstärkerstufe, und es erfolgt ein Aussenden eines Signals in der Form
(X+ L+R) cos (wj+Φ),
wobei Φ dem arc ig[(L-R)/(X+L+R)\ entspricht Bei
einem monophonen Empfänger kann die Information
is L+R leicht durch einen Hüllkurvenmodulator wiedergewonnen
werden. Im Hinblick auf einen unverzerrten Stereoempfang wird jedoch im Stereoempfänger eine
Teilung durch cos Φ erforderlich. In Abhängigkeit von dem Aufbau des Empfängers kann die Teilung durch
cos Φ einmal oder auch zweimal an einer beliebigen Anzahl von Punkten zur Empfängerschaltung durchgeführt
werden. Wenn jedoch der Winkel Φ sehr groß wird, wird der Cosinus sehr klein, und eine Teilung durch
den Cosinuswert bewirkt, daß die Verstärkung im korrigierten Kanal rasch ansteigt Wenn beispielsweise
Φ von 75 auf 85° geht, würde die unbegrenzte Verstärkung fast verdreifacht (l/cos Φ geht von 3,9 auf
11,5). Bei sohr großen Werten von Φ ist es daher
zweckmäßig, ein kleines Maß an Verzerrung zuzulassen, um ein starkes Abnehmen des Signal-Rausch-Verhältnisses
zu verhindern.
Weiterhin findet sich ein ähnlicher Sachverhalt in der älteren deutschen Patentanmeldung P 28 41 428.0 der
Anmelderin, bei welchem eine analoge Schaltung die Division nur im Zweig (L-R) durchführt Gemäß dem
älteren Vorschlag wird somit eine Einrichtung verwendet, welche dazu dient, einen Teil der Stereoinformation
durch das Korrektursignal zu teilen.
Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, einen AM-Stereoempfänger der eingangs näher genannten Art zu schaffen, welcher dazu geeignet ist, auch bei sehr großen Modulationswinkeln eine Verzerrung weitgehend zu verhindern.
Zu Lösung dieser Aufgabe sieht die Erfindung vor, daß an die Korrekturschaltung eine Steuereinrichtung angeschlossen ist, welche das Korrektursignal auf solche Werte begrenzt, daß dessen zugelassener Bereich einem Modulationswinkel zwischen 0 und 80 Grad entspricht.
Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, einen AM-Stereoempfänger der eingangs näher genannten Art zu schaffen, welcher dazu geeignet ist, auch bei sehr großen Modulationswinkeln eine Verzerrung weitgehend zu verhindern.
Zu Lösung dieser Aufgabe sieht die Erfindung vor, daß an die Korrekturschaltung eine Steuereinrichtung angeschlossen ist, welche das Korrektursignal auf solche Werte begrenzt, daß dessen zugelassener Bereich einem Modulationswinkel zwischen 0 und 80 Grad entspricht.
Vorteilhafte Weiterbildung und bevorzugte Ausführungsformen
des Erfindungsgegenstandes ergeben sich aus den Unteransprüchen.
Gemäß der Erfindung ist der wesentliche Vorteil erreichbar, daß der Pegel des Cosinus-Wertes in der
Weise eingestellt wird, daß die Verstärkung des Kanals so korrigiert wird, daß sie auf vorgebbare Werte
begrenzt ist, bevor der Korrekturfaktor auf das empfangene Signal angewandt wird oder auf ein daraus
abgeleitetes Signal. Eine maximale Verstärkung liegt zweckmäßigerweise in Abhängigkeit von dem Korrekturfaktor
in der Größenordnung von 4 bis 6. Gemäß der Erfindung wird der Rauschabstand gegenüber bekannten
Anordnungen erheblich verbessert.
Ausführungsbeispiele des Erfindungsgegenstandes werden nachfolgend anhand der Zeichnung beschrieben;
in dieser zeigt
F i g. 1 ein Blockschaltbild eines Empfängers,
F i g. 2 ein Blockschaltbild der Korrektursteuerschaltung gemäß F i g. 1 und
F i g. 2 ein Blockschaltbild der Korrektursteuerschaltung gemäß F i g. 1 und
F i g. 3 ein einfaches Schahschema der Steuereinrichtung.
Gemäß F i g. 1 ist die Erfindung bei einem Empfänger verwirklicht, welcher ähnlich aufgebaut ist wie der
Empfänger, der in der älteren deutschen Anmeldung P 28 41428.0 der Anmelderin beschrieben ist Die
Anwendung des Erfindungsgegenstandes bei einem derartigen Empfänger dient nur als Beispiel. Bei diesem
Empfänger wird ein Signal der Form
{\+L+R)cos(Wct+Φ),
10
mit >l>=aictg[(L—R)/(\ + L+RJ\, von einer Antenne
10, einer HF-Stufe 11 und einer ZF-Stufe 12 verarbeitet. Ein ZF-Ausgangssignal wird in einem Hüllkurven-Demodulator
13 verarbeitet, um ein Summensignal (L+ R) aus der Amplitudenmodulation des empfangenen
Trägersignals zu erreichen. Das Summensignal kann direkt einer Matrix 14 zugeführt werden, wo es mit dem
Differenzsignal kombiniert wird, um das ursprüngliche linke (L) und das ursprüngliche rechte (R) Signal zu
erzeugen. Es ist zu bemerken, daß »L« und »R« oder
links und rechts in der vorliegenden Beschreibung nur als Beispiel für zwei beliebige Signale verwendet
werden, die einem AM-Träger aufgeprägt sein können.
Ein weiteres Ausgangssignal der ZF-Stufe 12 wird einem Begrenzer 16 zugeführt, in welchem Amplitudenschwankungen
beseitigt werden. Das Ausgangssignal des Begrenzers 16 ist somit ein ZF-Signal, welches eine
Phasenmodulation des übertragenen Quadratursignals aufweist Der Begrenzer ist mit einer phasenstarren
Rückführschleife (PLL) 17 verbunden, die ein Signal liefert, welches die Frequenz des Senderoszillators
aufweist
Das normale Ausgangssignal sin wct der phasenstarren
Rückführschleife 17 wird einem Synchrondetektor 20 zugeführt, der als Multiplizierstufe ausgebildet ist und
der auch dazu dient, das Ausgangssignal der ZF-Stufe 12 aufzunehmen. Das Ausgangssignal des Detektors 20 ist
dem Ausdruck (L-R)cos Φ proportional. Ein Cosinus-Phasendetektor
21 nimmt ein Ausgangssignal cos (wct+Φ) des Begrenzers 16 auf (phasenverschoben)
und weiterhin ein Ausgangssignal cos wct von der
phasenstarren Rückführschleife 17, und er liefert ein Ausgangssignal, welches dem Cosinus des Winkels Φ
proportional ist Der Cosinus-Phasendetektor 21 ist eine Multiplizierstufe (Vier-Quadranten-Multiplizierstufe).
Dieses Ausgangssignal wird als Cosinus-Korrektursignal bezeichnet weil sein Zweck darin besteht, das
empfangene Signal in der Weise zu korrigieren, daß die ursprünglichen Stereosignale wieder hergestellt werden.
Ein Cosinus-Korrektursignal ist unter normalen Bedingungen über eine Korrektursteuerung 23 an eine
Teilerstufe 25 und ein Tiefpaßfilter 26 geführt. In der Teilerstufe 25 wird das Ausgangssignal des Synchrondetektors
20, nämlich (L-R) cos Φ durch das Cosinus-Korrektursignal
geteilt, welches cos Φ proportional ist, um das Differenzsignal (L-R) zu liefern. In dem
Tiefpaßfilter 26 (2-10 Hz) wird der Gleichspannungspegel des Korrektursignals aufgebaut und zur Betätigung
eines Modus-Schalters 28 verwendet. Wenn und nur wenn der Gleichspannungspegel ausreichend hoch
ist, so daß eine Stereoübertragung angezeigt wird, wird der Modus-Schalter aktiviert, um die Teilerstufe 25 mit
ihrem Ausgang an die Matrix 14 zu legen. Es können andere Signale in dem Übertragungssignal vorhanden
sein, um das Vorhandensein einer Stereoübertragung anzugeben und den Modus-Schalter zu aktivieren und
auch weitere Schaltungsteile, wie es in der älteren deutschen Patentanmeldung P 28 41 428.0 der Anmelderin
vorgeschlagen ist
Die Korrektursteuerung 23, welche anhand der Fig.2 und 3 näher erläutert wird, dient dazu, eine
Verschlechterung des Signal-Rausch-Verhältnisses auf Grund der erhöhten Verstärkung zu vermeiden, wenn
der Modulationswinkel Φ sehr groß ist Wenn das Differenzsignal (L- R) klein ist, so ist Φ im Bereich von
null und cos Φ liegt bei eins. Wenn das Differenzsignal zunimmt wird das Cosinus-Korrektursignal vermindert
Eine Teilung durch das verminderte Signal erhöht die Verstärkung, um eine Verzerrung im Stereoempfänger
auszugleichen. Bei großen Modulationswinkeln, d.h. Φ
größer als 65 Grad, nimmt das Cosinus-Korrektursignal
rasch ab und die Verstärkung des Kanals nimmt rasch zu. Da das Signal-Rausch-Verhältnis abnimmt wenn die
Verstärkung größer ist, ist es zweckmäßig, die Verstärkung auf Grund des Korrektursignals auf ein
Maximum von 4 bis 6 zu begrenzen (maximales Cosinussignal 0,25 bis 0,16). Die sehr geringe Verzerrung,
welche durch die Begrenzung der Korrektur bei großen Modulationswinkeln eingeführt wird, ist vorteilhafter
als ein übermäßiges Rauschen, welches andernfalls erzeugt werden könnte, wenn sich der Winkel Φ 90
Grad nähert und die Verstärkung stark angehoben wird.
Die F i g. 2 ist eine grafische Darstellung, in welcher der Winkel Φ in Grad über cos Φ und 1/'cos Φ (oder
sec<P) dargestellt ist. Aus der Darstellung ergibt sich,
daß dann, wenn Φ von 0 bis 90 Grad läuft, der Cosinus-Wert von 1 bis 0 verändert wird und daß in
entgegengesetzter Weise l/cos Φ von eins bis unendlich geht. Gemäß der Darstellung überschreitet im umgekehrten
Fall der Wert die Größe 6 jedoch nicht, bis Φ über 80 Grad anwächst. Es ist daher nicht notwendig
oder zweckmäßig, den Wert des Cosinus-Korrektursignals zu steuern, bis Φ 75 bis 80 Grad überschreitet.
Gemäß der grafischen Darstellung steigt 1 /cos Φ jenseits des Punktes 30 scharf an, und da die
Verstärkung des Kanals L-R proportional zu dem Augenblickswert von l/cos Φ ist, würde das Signal-Rausch-Verhältnis
jenseits des Punktes 30 stark abnehmen. Gemäß der Erfindung wird der Wert des Korrektursignals cos Φ daran gehindert, daß er unter
einem vorgegebenen Wert im Bereich von 0,25 bis 0,167 geht Es ist ersichtlich, daß es nicht erforderlich ist,
Maßeinheiten anzugeben, da diese Werte proportional zu dem Wert des Korrektursignals sind, wenn Φ gleich
null ist.
Die F i g. 3 veranschaulicht ein vereinfachtes Schaltschema der Steuereinrichtung.
Das Ausgangssignal des Cosinus-Detektors 21 wird über eine Diode 33 der Teilerstufe 25 zugeführt.
Weiterhin ist an die Diode 33 eine Bezugsspannungsquelle 35 angeschlossen, welche aus einem Widerstand
36 und einem Potentiometer 37 bestehen kann, wobei das Potentiometer zwischen einer Energieversorgungsspannung und der Masse angeordnet ist. In dieser
Anordnung würde das Signal auf der positiven Seite der Diode 33 gemäß der Darstellung proportional zu dem
Cosinus des Modulationswinkel?· Φ sein. Mit einem Bezugssignal, welches auf der positiven Seite der Diode
33 vorhanden ist, wird das der Teilerstufe 25 zugeführte Signal daran gehindert, daß es den Wert des
Bezi!?ssignals unterschreitet. Offenbar könnte eine derartige Begrenzungsbedingung auch durch andere
gleichwirkende Schaltungselemente herbeigeführt werden. Das Bezugssignal könnte auch auf einem festen
Signalpegel sein.
Es wurde in der obigen Beschreibung eine Schaltungsanordnung beschrieben, welche dazu dient, eine
mögliche Verschlechterung des Signal-Rausch-Verhältnisses in einem kompatiblen AM-Stereoempfänger zu
verhindern, wenn der Modulationswinkel sich 90 Grad nähert
Hierzu 1 Blatt Zeichnungen
Claims (4)
1. AM-Stereoempfänger zum Empfang von Signalen der Form
(1 + L+R) cos (wct + Φ),
wobei Φ gleich arc tg [(L-R)I(X+ L+ RJ\ ist und L
und R Informationssignale darstellen, mit einer Schaltungsanordnung zur Ermittlung der Stereoinformation
in dem empfangenen Signal und mit einer Korrekturschaltung zur Erzeugung eines Korrektur-Signals,
welches eine Funktion des Cosinus des Modulationswinkels ist, dadurch gekennzeichnet,
daß an die Korrekturschaltung (21,25) eine Steuereinrichtung (23) angeschlossen ist, welche
das Korrektursignal auf solche Werte begrenzt, daß
dessen zugelassener Bereich einem Modulationswinkel (Φ) zwischen 0 und 80 Grad entspricht
2. AM-Stereoempfänger nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Steuereinrichtung
(23) eine zum Aufbau eines Bezugssignals dienende Bezugsspannungsquelle (35) aufweist und daß eine
Einrichtung vorgesehen ist welche dazu dient, den Wert desjenigen Signals, welches der Korrekturschaltung
(21, 25) zuzuführen ist, auf dem Pegel des Bezugssignals zu halten, wenn das abgeleitete
Korrektursignal kleiner ist als das Bezugssignal.
3. AM-Stereoempfänger nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet daß die Bezugsspannungsquelle
(35) aus einem Widerstand (36) und einem Potentiometer (37) gebildet ist, daß der Potentiometerwiderstand
zwischen einem Energieversorgungspotential (B+) und der Masse angeordnet ist
und daß der Widerstand (36) im Potentiometerabgriff angeordnet ist.
4. AM-Stereoempfänger nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß
die Steuereinrichtung (23) eine Diode (33) aufweist, deren Kathode mit einem Cosinus-Detektor (21) und
deren Anode mit einer Teilerstufe (25) der Korrekturschaltung verbunden sind.
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