DE2850555A1 - Stereophonie-codierer mit mehrstufenumschaltung zur bildung des stereo- signals - Google Patents

Stereophonie-codierer mit mehrstufenumschaltung zur bildung des stereo- signals

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DE2850555A1
DE2850555A1 DE19782850555 DE2850555A DE2850555A1 DE 2850555 A1 DE2850555 A1 DE 2850555A1 DE 19782850555 DE19782850555 DE 19782850555 DE 2850555 A DE2850555 A DE 2850555A DE 2850555 A1 DE2850555 A1 DE 2850555A1
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Description

L. RA.I EADIOTELEVISIOIiE ITALIAN*, Rom (Italien)
Stereophonie-Codierer mit Mehrstufenumschaltung zur Bildung des Stereo-Signals
Die Erfindung bezieht sich auf ein Verfahren und eine
Il
Vorrichtung, um sus den beiden Übertragungswagen d.h. 8US dem (linken) Kanal A und dem (rechten) Kanal B für ein normales Stereophonie-Programm das Multiplex-Signal für die Modulierung des Senders mit Frequenzmodulation nach der vom CCIR empfohlenen und "Pilotfrequenzbetrieb" genannten Verfahrensweise zu gewinnen.
Die zu diesem Zwecke eingesetzten und als "stereophone Codierer" bekannten Vorrichtungen arbeiten nach verschiedenen Funktionsprinzipien. Besonders gute Ergebnis se wurden mit dem sogenannten "Zeitmultiplexbetrieb" erzielt.
-2-
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- tr -
In der Zeichnung stellt Fig. 1 in grossen Linien das grundsätzliche Schaltbild eines solchen Codierers dar.
Il
Derin sirvl rr:i.t Il und 12 die Eingänge der beiden Uburtragungsleitungen (Kenal A und Ksnsl B), mit Al und A2 AmplxUi'ienentzerrer um dem Signal die nötige vom CCIR empfohlene "Preenrohasis" (d.h. eine Amplituden-
»I
entzerrung mit Überhöhung der hohen Frequenzen) zn erteilen, und mit Cl und C2 zwei lineare Verstärker bezeichnet. Ein Oszillator L zu 38 KHz steuert einen elektronischen Schelter derert, dess die beiden densel ben bildenden Schalter Dl und D2 ,jeweils für die Dauer von 1/76000 Sekunden abwechselnd offen bzw. geschlossen sind.
Fig. 2 zeigt das nach dem elektronischen Schalter erhaltene Signal, wenn die Wirkung der Widerstände Rl und R2 vernachlässigt und nur en den Eingang Il ein sinusförmiges Signal angelegt wird.
Durch das Vorhandensein der Widerstände Rl, R2 und R3 wird das erhaltene Signal wie in Fig. 3 gezeigt verändert, wobei die Werte dieser Widerstände so gewählt sind, dass V1A2 «= ( 4- + JT)/( 4- - IT ) ist und dadurch em Ausgang des phasenentzerrten Tiefpassfilters F mit einem Grenzwert bei 53 KHz des in Fig. 4· abgebildete Signal erhalten wird. Zu diesem Signal wird ein sinusförmiges Steuersignel zu 19 KHz addiert, welches vom selben Oszillator L zu 38 KHz geliefert wird, wobei diesem Oszillator ein Modul-2-Frequenzteiler G, ein Filter R zur Ausscheidung der Oberwellen und ein Phasenschieber H n8chgescheltet sind.
-3-
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Dss err. Ausgang einer Summierschaltung S erscheinende von M vurr. Lürkte Signal moduliert den FK-Gender.
Diese vorbekennte Vorrichtung ist bezüglich der Einstellung des Filters F mit erheblichen Schwierigkeiten verbunden, da zum Erhalten einer quslitötsmössie;
Il
zufriedenstellenden übertragung dieses Filter einen Amplitudengang bis zu 53 KHz innerhalb weniger Zehntel dB und eine lineare Phasenkurve innerhalb weniger Grade aufweisen soll. Zugleich soll das Filter die im Modulationsvorgang vom elektronischen Schalter Dl, D2 erzeugten Oberwellen oberhslb 99 KHz hinreichend damg fen. Die beiden Schelter Dl und D2 bilden nämlich ein Rechteckwellen-Signel mit einer Frequenz von 38 KHz, das in ausgeglichener Weise, d.h. unter Unterdrückung des Trögers von den Programmsignalen moduliert ist. Aus der Spektralanalyse des so gebildeten Signels ergibt sich, dass bei Frequenzwerten, die ungeraden Mehrfachen von 38 KHz entsprechen, eine Spektralverteilung vorliegt öhnlich jener, die um den Wert von 38 KHz mit Amplituden l:n , worin η der betrachtete Oberwellenbereich ist, liegt. Daraus folgt, dass der niedrigste Wert der auszuscheidenden Frequenzen im 38 KHz-Bereich die dritte Harmonische ist, welcher der Höchstwert der modulierenden Frequenz und zwar 15 KHz zu entziehen ist (3 x 38 - 15 « 99 KHz).
Andererseits ist es bekannt, dass der Wellenform, von der in Fig. 5 eine Periode dargestellt ist, nicht nur die geraden Oberwellen, sondern auch die 3· und 5. Oberwelle fehlen, wenn die dargestellten VerhSlt-
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nisse vorliegen, bzw. wenn die in Fig. 5 mit 1, 2* 3, 4, 5 -iin.d 6 bezeichneten Übergönge zu den Zeiten ■1/8T, l/W,/3'/8Ty 5/8T, 5AT und 7/8T erfolgen und die mit I, H1 III und IV bezeichneten Signalstufen zu den Kümmern K, K+V2, K+2+\f2, K+2+2+/2* , worin K eine beliebige Eonstante derstellt, entsprechend proportional sind.
.Gegenstand vorliegender Erfindung ist nun ein Verfahren zur Mehrstufenumscheltung unter Anwendung der Eigenmerkmele der vorausgehend beschriebenen und in Fig. 5 dargestellten Wellenform zum Zwecke der Verwirklichung eines stereophonen Codierers, bei dem die Filter ftfcr das Stereo-Signa1 und für das Steuer-Signal (entsprechend R und F in Fig, I) bedeutend vereinfacht sein sollen. Des Verfahren wird in Anschluss an zwei an sich bekannten VerstSrkerketten der beiden Stereophonie-Leitungen (Kanal A und Kanal B), die die beiden elektrischen Signale Sl und S2 (Fig. 1) liefern, durchgeführt.
D8S erfindungsgemÖsse Verfahren zur Verwirklichung eines Stereophonie-Codierers besteht darin, dass die bereits preemphatisierten Signale Sl und S2 des linken Kanals und des rechten Kanals einer stereophonen Anlage benutzt werden, indem men deren Stufen in nach einander folgenden Zeitabschnitten derart veröndert und kombiniert, dass eine bis zur sechsten Harmonischen ofcerwellenfreie Wellenform entsteht, wobei man zu diesem Ergebnis durch Umschaltungen gelangt, die
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- ty —
in Zeitabstönden von jeweils -&~ψ- ■» worin f die Frequenz des Sekundörtrügers ist (nsch den heute üblichen Normen ist f = 38 KHz), derart erfolgen, dass in den aufeinander folgenden Zeitabschnitten ein Signal S aufgebaut wird, des zu den nachstehend aufgeführten Werten proportional ist:
1. S1Ce -JT-H ^2) + S2(8 + TT+
2. S1(S -JT") + So(8 +JT)
3. S1Ce +JT) + s2(8 -JT)
+ s2(8 -jr-
die sich anschliessend in der umgekehrten, dann wieder in der aufgeführten Reihenfolge und so fort wiederholen.
GemSss einer bevorzugten Ausftihrunsrsform der Erfindung erfolgen diese Umscheltungen in ZeitabstSnden von jeweils 1/304000 Sekunden.
Die vorgeschlagene Lö-sune: bringt den Vorteil mit sich, dass die Mindestfrequenz, über die hinaus das nächstfolgende Filter d&mpfend zu wirken hat, euf 251 KHz (7 χ 30 - 15 = 251) verstellt werden kann, da die erhaltene Wellenform bis einschliesslich der 6. Hormonischen oberwellenfrei ist.
Was des Steuersignal betrifft, wird dieses durch in Zeitabstönden von jeweils 1/152000 Sekunden aufeinan der folgenden Umseheltunsren derert aufgebaut, dass sich der Reihe nach Stufen bilden, die zu den nschstehend aufgeführten Werten nroportionel sind:'
-6-
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-ΑΤ2. 1
(2) 3.-1
4. - 1 - f2,
die sich anschliessend in der umgekehrten, denn wieder in der aufgeführten Reihenfolge und so fort wiederholen.
Die Erfindung betrifft such einen Codierer zur Durch führune: des beschriebenen Verfahrens. Dieser Codierer ist gekennzeichnet durch mehr als zwei Schaltervorrichtungen , die synchron gesteuert und Spannungs- oder Stromteilern derart zugeordnet sind, dass dadurch ein stereophoner Codierer gebildet wird.
Fig. 6 zeiftt die Wellenform nach dem elektronischen Schalter, wenn dabei wie weiter oben für die Wellenform nach Fig. 3 angenommen wird, nur an den Eingang des Kanals A ein sinusförmiges Signal angelegt wird.
Fig. 7 zoir-;t eine bevorzugte Ausftihrungsform des stereophonen Codierers, die das erfindungsgemässe Verf8h ren benutzt.
In dieser Figur ist OSC ein Oszillator, der eino Recht eckwelle von 504 KHz erzeugt; die Mikroschaltung 40163 ist eine logische Digitalschaltung eus vier bistabilen Schaltkreisen in Kaskadenschaltung mit zugehörigen Ausgängen Q0, Q,, Qp, Q3,, wobei die bistabilen Scheltkreise derart miteinander vermascht sind, dass sie einen Synchron-Binfirzöhler bilden, der bei
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BAD
Il
jedem an den Eingang CP gelegten Übergang vom tiefen Zustand zum hohen Zustand des Signals zu 304- KHz um eine Einheit weiterscheltet; die Mikroschaltung η 4028 sind Decodierschaltungen, die den von Q0, Q-, , Q- und Q^ gelieferten Binärcode 1-2-4-8 in den hohen Zustand einer der Ausgänge O0, 0, , Op, 0^, O1-, 0fi nach dem Dezimalcode, der dem an die Eingänge angelegten Binärcode entspricht, umformen; die Mikroschaltungen 4027 bestehen jeweils aus zwei bistabilen Kreisen vom Typ JK, wobei hier gleichzeitig en den Eingang J eines bistabilen Kreises ein hoher Zustand und en den Eingang K desselben bistabilen Kreises ein tiefer Zustand engelegt werden oder umgekehrt: in diesen beiden Fällen geben die Ausgänge Q und Q den Zustand der Eingänge wieder in dem Augenblick, in dem βη den Eingang CP ein Übergang vom tiefen zum hohen Zustand angelegt wird. In einem dritten Fall wird an beide Eingänge J und K ein tiefer Zustand angelegt und dann verbleiben die Ausgänge Q und Q nach diesem übergang im vorhergehenden Zustand.
Die Mikroschaltungen SD5000B sind elektronische Vierfachschalter mit den Polen P und D und mit dem Steuereingang G; bei hohem Zustand des Steuereingangs ist der Scheiter geschlossen, bei tiefem Zustand offen.
Die Signale der beiden Stereophonie-Kanäle A und B werden an die beiden Eingänge E-, bzw. Ep angelegt und durchlaufen die zwei bekannten Schalter D, und D~ mit den darin eingesetzten Preemphasis-Schaltungen; es folgen Verstärker F, und F2 bekannter Bauert mit nie-
-8-
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derer Ausgangsimpedanz, die über die Kondensatoren Cl und 02 die Signale S1 und S0 den elektronischen Schaltern zuführen. Jeder Übergang von Tief auf Hoch des vom Oszillator zu 30^ KHz gelieferten Signals
schaltet den Zähler 40163 um einen Schritt weiter, so dsss dessen Ausgange Qq,-Q1, Qo, Q* in zyklisch aufeinander folgenden Zeitabschnitten nachstehende Zustände annehmen:
1. LjLjL1L Mikroschslturigen 4028 gelegt. Was die Schol den Zustand H en:
2.
3.
4.		 Ή, LjLjL tung 4028-1 "betrifft, nehmen den oben aufgeführten
5. H,H,LjL Zeitabschnitten entsprechend folgende Ausgänge der
6. LjLjHjL selben
7. HjLjH *Χ
8. L,H,H,L
9. HjHjHjL
10. LjLjLjH
11.: H,L,LjH
12. τ tr τ τι
Jj j Xl j Jj , η
15- HjHjLjH
14. LjLjHjH
15. H jL jH jH
16. LjHjHjH
worin ] HjHjHjH
L den tiefen Zustand und H den hohen Zustand
bedeuten. Diese Signale werden an die Eingänge der
beiden
—Q
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Qr
— <ρ —
1. 0O
2. 0I
3. °2
4. keiner
5. °4
6. °5
7. °6
8. keiner
9. 0O
10. 0I
11. °2
12. keiner
13.. °4
15. °6
16. keiner
während die nicht aufgeführten Ausgänge im Zustand "Ls verbleiben.
Wie man sehen kenn, kehren die Zustände der Zeitsbschnitte 1. bis 8. in den Zeitabschnitten 9- bis 16. genau wieder; daher ist es hinreichend, auf die Zustände der Zeitabschnitte 1. bis 8. näher einzugehen.
Die Ausgänge der Mikroschaltung 4028-1 sind mit den Eingänp-en J und K des 1. und 2. Abschnittes dor Mikroschaltung 4O27-I und mit jenen des 1. Abschnittes der Mikroschaltung 4027-11 verbunden. Dementsprechend nehmen die drei Ausgänge Q-, - I; Q2-I; Q, - II in den oben eufgeführten Zeitabschnitten, an deren Ende
• -10-
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die Übergänge des an die Eingänge CP angelegten Signals zu 304 KHz von Tief auf Hoch erfolgen, folgende Zustönde an:
1. L,L,L
2. H,L,L
3. H,L,H
4. H,H,H
5. H,H,H
6. H, L,H
7. H,L,L
8. L,L,L
Diese AusgSnge sind in entsprechender Weise mit den
SteuereingSngen G3, G4, Gl der Mikroschaltung SD5OOOB-I zum Schliessen dei1 zugehörigen Schalter verbunden.
Diese leiten das Signal in den nachfolgenden Zeitabschnitten, die den vorausgehenden entsprechen, durch
folgende Widerstände:
1. R5 R2 R4
2. R5, R2, R4t R3
3. R5, H2, R4, R3
4. R5, R2, R4
5. R5, R2,
6. R5, R2
7. R5,
8. R5
Gleichzeitig werden die von Q1-I, Q2-I» Q1-H kommenden Signele en die Steuereingönge G3, G4, Gl der Mikroschaltung SD5OOOB-II gelegt. In den entsprechenden
Zeitabschnitten durchlauft das Signal S2 folgende Wider stände:
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1. R8, R9, RIO, R6
2. R9, RIO , R6
3. R9, R6
4. R6
5. R6
6. R6, R9
7. R6, R9, RIO
8. R6, R9, RIO, R8
Nachdem alle genannten Widerstände zum Eingang 4 der Verstärkerschaltung: λζΑ 715 führen, die derart angeordnet ist, dass eine niedere Einsenersimpedanz vorliegt, sind die entsprechenden am genannten Eingang zusammenlaufenden Ströme ausser zu der vor den Widerständen angelegten Spannung auch zur Konduktenz der Widerstände proportional. Daraus folgt, dass bei den angegebenen Widerstandswerten der gesamte dem Eingang 4 des Verstärkers /uA 715 zufliessende Strom zu den unter Cl) aufgeführten Stufenwerten proportional ist.
Die betätigung der genannten Schalter verursacht am nutzbaren Signal eine impulsive Störung mit der Grund frequenz von 304 KHz, wenn eine regelmässige folge der Umschaltungen in Zeitabstönden von 1/304000 Sekun den vorliegt. In den oben aufgeführten Zeitebschnittfolgen für die Betätigung der Schalter erfolgt keine Umschaltung zwischen den Zeitabschnitten 4. und 5. sowie zwischen den Zeitabschnitten 8. und 1. der nächsten Folge.
-12-
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Dieser Umstand würde nun zu einer Störunerskomponente bei 76 KHz führen. Zur Abhilfe wird das Signal von Q- auf G2-I und dasselbe vom invertierenden Tor 4069 invertierte Signal 8uf G2-II geleitet, wodurch die beiden in jeder Folge fehlenden Impulse erzeugt werden.
Das Steuersignal wird durch Verwendung: der von den Toren Qo-H» Qy-HI, Qo-HI kommenden Signale erha 1-ten; über die Widerstände 111, R12, R13 werden die unter (2) beschriebenen Stufenwerte verwirklicht; ausserdem wird das Steuersignal gegenüber der vorgesehenen genauen Einsatzstellung um 22,5 Grsd verzögert verwirklicht. Um eine hinreichende Dämpfung der 7. und 9. Oberwelle zu erreichen, ist ein durch C3, C4 und R14· gebildetes Tiefpassfilter eingeschaltet; dieses Filter bewirkt auch eine Phasenverschiebung des Signals mit der Frequenz von 19 KHz im Sinne einer Verzögerung um 157,5 Grad (157,5 + 22,5 = 180), Dann wird das Signal über R15 und.von Tl verstärkt dem Eingang 4 der Mikroschaltung /uA 715 'zugeleitet.
Die Mikroschaltung /uA 715 speist ein durch C5, C6, 07, 08, Ll und 12 gebildetes Tiefpassfilter; dieses besitzt eine Grenzfrequenz von 200 KHz und speist seinerseits einen Transistor T2-r dessen Netz aus C9 und R16 eine leichte Phasenkorrektur vornimmt. Es folgt noch ein Verstärker N bekannter Bauart mit hoher Eingangsimped8nz, der den Ausgang U des Gerätes speist. Für die Widerstände, die Drosseln und die nicht elektrolytischen Kondensatoren
.;";■■ -13-
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ist eine ArbeitsKeneuiRkeit auf wenigstens 1 % erforderlich.
Es versteht sich, dess entsprechend dem erläuterten Prinzip die Anzahl der Umsehe1tunken erhöht werden kenn, wobei eine Kurve ähnlich jener gemöss Fig. 5 erhalten wird, die jedoch über der 6. Harmonischen hineus oberwellenfrei ist (z.B. bis zur zehnten): auch eine derartige Ausführungsform fgllt in den beanspruchten Schutzbereich der vorliegenden Erfindung,
Es wird darauf verwiesen, dess die in Fig. 7 mit handelsmössiger Kurzbezeichnung angegebenen Schaltungen von nachstehenden Firmen hergestellt werden:
Feirchild: für die Scheltungen 40163, 4028, 4027 und
/uA 715;
Signetics: für die Schaltung SD 5000 B.
Im Handel befinden sich euch gleichwertige Scheltungen mit anderer Bezeichnung.
Die Scheltungsenordnung nech Fig. 7 lösst verschiedene dem Fachmann zugSngliche Abwandlungen zu, ohne dass der beanspruchte Sahutzbereich überschritten wird.
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Leerseite

Claims (1)

Il Pa tentsnspruche ( 1. Verfahren zur Herstellung eines stereophonen Co- ^-^ dierers, dadurch gekennzeichnet, dass nion die be reits preemühstisierten, dem linken und dem roch t°n K»nnl einer Stereophonie-Anl«p-e zugeordneten üinnole S-, und Sp benutzt;, indem man do loh Stufen in nacheinander folgenden Zeitabschnitten derart voröndert und kombiniert, dass eine bis ζ'·>ν soch- ;^-on Hnrnionii-ohen oberwellenfreie Wellenform ent-.;tollt, v/obei msn zu diesem Err^ehnio H'."'ch U-;- cn f;ülan^L. JLj in Zoilobr.t ". ' :·η ν·... j.%·- ν;.·)χ1ί; -η—χ- , worin." f die frequenz dc-s oOKu tröpers ist, derart erfolgen, dess in den aufeinander folgenden Seitabschnitten ein Signal S aufgebaut wird, das zu den nachstehend aufgeführten Werten proportional ist: -2- 90984B/061 θ BAD ORIGINAL
1. S1Ce -JT -JT V2) + S2(8 +3? +JT Y2)
2. S1(B -X) + Go(8 +JT)
1 2 (1)
3. G1(^ f JT) + Go(8 -JT)
'(-. G1(S +JT + j/2) + G2(8 -X-JTY2),
die sich enschliessend in dor umgekehrten, dann wieder in der aufgeführten Reihenfolge und so fort wiederholen.
2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, doss die Frequenz (f) gleich 38 ΚΙΓζ ist.
3. Verfahren nach Anspruch 1 und 2, dadurch gekenn zeichnet, dass man das Steuersignal des stereophonen Codierers durch in ZeitebstSnden von Jeweils I/I52OOO Sekunden aufeinander folgenden Umseheltungen derart eufbaul; dass sich der Reihe nech Stufen bilden, die zu den nachstehend aufgeführten Werten proportional sind:
1. 1 + f2
2. 1 (2)
3. - 1
die sich enschliessend in der umgekehrten, denn wieder in der aufgeführten Reihenfolge und so fort wiederholen.
'!-. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennatich-
nefc, dass man durch Erhöhung der Anzehl der Umschaltungen ein Signal aufbaut, in dem such die
-3-
909845/0818
BAD ORIGINAL
7· und die 9· Oberwelle (und eventuell darüber)
unterdrückt sind.
5· Stereophonie-Cödieror, -pnkonnscichnct durch mehr "sin zwei Scholtervorrichtunken, die synchron gesteuert und Spannungs- oder Stromteiler!) derart
zugeordnet sind, dass durch Anwendung des Verfall rens riech einem oder mehreren der Ansprüche .1, 2 und A die Unterdrückung der Oberwellen bis zur
6. (oder auch darüber") erreicht wird.
6. Stereophonie-Codierer nach Anspruch 5^ gekennzeichnet durch Schaltervorrichtuncen und Teiler, die durch Kehrstufenumsch8ltung das Steuersignal 8ufb8uen und dabei die Oberwellen dieses Signals wenigstens bis zur 6. einschliesslich unterdrücken.
7. Stereophonie-Godierer nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, dass die Umsch8ltungen zur Bildung des Steuersignals in ZeitabstSnden von jeweils
1/3 52000 Sekunden erfolgen.
BAD ORIGINAL
DE19782850555 1978-05-05 1978-11-22 Stereophonie-codierer mit mehrstufenumschaltung zur bildung des stereo- signals Granted DE2850555A1 (de)

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