DE2906338A1 - System zur regelung eines hoerfrequenzdurchlassbandes - Google Patents

Description

!VIERTENS & KEIL

PATENTANWÄLTE

Frankfurt/M 16.2.1979

P 82 P 121

de Wald, S.A.

Calle Espronceda, 337

Barcelona/Spanien

"System zur Regelung eines Hörfrequenzdurchlaßbandes für Empfänger elektromagnetischer Wellen"

Bekanntlich ist es beim Empfang von Hertzwellen zwecks musikalischer Wiedergabe günstig, über ein möglichst breites Durchlaßband (Frequenzband) zu verfügen, damit die Wiedergabe möglichst gut und getreu ist. Bekannt ist auch die Tatsache, daß das Zwischenfrequenzsignal, das die Detektoren oder den Eingang der Hörfrequenzkreise (Niederfrequenzkreise) erreicht, neben dem eigentlichen Nutzsignal, das der empfangenen Sendung entspricht, ein Signal des elektrischen Rauschens enthält, das durch die elektronischen Ströme erzeugt wird₉ die in den Bauteilen der verschiedenen vorgesehenen Stufen und in der eigenen Antenne fließen; dazu kommt das Signal des elektrischen Rauschens, das dem elektromagnetischen Umgebungsfeld zuzuschreiben ist.

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Wenn ein Sende- oder Nutzsignal mit ausreichend hohem Pegel an den Empfänger gelangt, bleibt die Gesamtheit der Rauschsignale überdeckt und wird vom Gehör nicht wahrgenommen, so daß sich also die elektroakustische Wiedergabe mit größter Wiedergabetreue vollzieht, wie sie durch die eigene Empfängerbandbreite festgelegt ist. In dem Maße jedoch, in dem das Nutzsignal oder Sendesignal schwach ist oder geschwächt wird, vermehrt sich das Gewicht und der Einfluß des Rauschsignals, das vielleicht noch mehr durch das Wirken der Kreise für die automatische Steuerung der Empfindlichkeit und des Antennengewinns beeinflußt wird, also durch die Schaltkreise, die bei den meisten neuzeitlichen Radioempfängern üblich sind. Im Grenzfalle, in dem das Sende- oder Nutzsignal fehlt, ist das einzige Signal, das die Hörfrequenzstufen des Empfängers erreicht, und zwar in verstärkter Form, das Rauschsignal, das sich tatsächlich als akustisch wahrnehmbares starkes Rauschen zwischen den Lücken des Nutzsignals bemerkbar macht und das Abstimmen, also die Sendersuche, wesentlich erschwert. Geht man davon aus, daß die Gesamtheit dieser Rauschsignale sich praktisch auf das ganze Radiofrequenzspektrum erstreckt, so ist klar, daß sofern das für eine gute elektroakustische Wiedergabe nötige Durchlaßband nicht eine obere Grenze von rund 15 kHz erreicht, durch Veränderung des Durchlaßbandes oder Bandpasses des Empfängers unmittelbar proportional der Intensität des empfangenen Signals die Möglichkeit gegeben sein muß, für jeden Fall der Wiedergabe eine angemessene Kompromißlösung zwischen der verfügbaren Wiedergabegüte und der Größe der vorhandenen Rauschenergie zu erreichen. Dies übersetzt sich bei der Anwendung praktisch in eine Stillabstimmung und in eine Vergrößerung der Empfindlichkeit des Empfängers, wenn der Pegel der empfangenen Signale niedrig ist, definiert in Ausdrücken des Emissionssignal-ZRauschsignalverhältnisses, meistens Signal/Rauschverhältnis oder Rauschabstand genannt.

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In Übereinstimmung damit besteht eine wichtige Aufgabe der Erfindung darin, ein System vorzuschlagen, das der selbsttätigen Regelung der Durchlaßbandbreite in Radioempfängern zugänglich ist, insbesondere in Empfängern, die hauptsächlich zur Musikwiedergabe vorgesehen sind, und zwar ein System, in dem eine Stillabstimmung ohne Schmälerung der Wiedergabegüte oder -treue der starken Signale erreicht wird. Eine zusätzliche Aufgabe gemäß der Erfindung leitet sich unmittelbar von der vorhergehenden ab und besteht darin, daß eine selbsttätige Vergrößerung der Empfindlichkeit des Empfängers bei Anwesenheit schwacher Signal möglich gemacht wird, derart, daß insgesamt eine

angemessene Informationsgute bewahrt wird.

Dazu enthält das System nach der Erfindung ein Hörfrequenzfilter, nämlich einen Hörfrequenz-Tiefpaß mit einer Grenzfrequenz, die der oberen Grenze des Durchlaßbandes des Empfängers entspricht; das Filter ist an den Ausgang des Detektors des Empfängers angeschlossen und gibt das durch ihn hindurchgehende Signal als Ausgangssignal an Hör- oder Niederfrequenzkreise ab; es sind ferner Mittel für das Verändern der Frequenzgrenze des Filters innerhalb vorgegebener Grenzen vorgesehen, ferner Sensoren oder Fühler zum Erfassen des Pegels des empfangenen Signales in jedem Augenblick und ein Steuerkreis, der eine diesem .Signalpegel entsprechende Funktion auf die Mittel zur Veränderung der Bandbreite überträgt, und zwar in dem Sinne, daß die Grenzfrequenz in dem Maße vermindert wird, in dem sich der Pegel des genannten empfangenen Signals vermindert.

Vorzugsweise sind die Mittel zur Veränderung der Frequenzgrenze von einer dreipoligen Halbleitervorrichtung mit veränderbarem Widerstandswert gebildet, deren Arbeitskreis

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Teil eines quer oder in einem Ableitweg zum Filter angeordneten Zweiges ist, durch den die Hochfrequenzkomponenten abgeleitet werden, und dessen Steuerelektrode die dem Signalpegel entsprechende Funktion aufnimmt (empfängt). Der Grad der Betätigung oder Einwirkung dieser Funktion kann mit verschiedenen Mitteln eingestellt werden; so kann beispielsweise die Steuerelektrode der Vorrichtung veränderlichen Widerstandes an den Abgriff oder Läufer " eines Potentiometers angeschlossen sein oder werden, das von einem Strom durchflossen wird, der proportional dem Signalpegel ist.

Die beigefügten Zeichnungen zeigen als die Erfindung nicht begrenzendes|Beispiel eine schematisch wiedergegebene Ausführungsform der Erfindung. Es handelt sich um eine für die tatsächliche Ausführung bevorzugte Form. Es zeigen:

Fig. 1 ein Blockschaltbild des ganzen Systems und

Fig. 2 eine praktische Ausführungsform, in der ein integrierter Zwischenfrequenzkreis verwendet wird.

Im Blockschaltbild nach Fig. 1 sind mit S ganz allgemein die FM-Abstimmkreise beispielsweise für einen üblichen Radioempfänger bezeichnet. Das aus der Antenne tretende Empfangssignal tritt durch den Anschluß 1 ein und wird durch die entsprechenden Schaltungskreise, die die üblichen Funktionen ausüben, so weiterverarbeitet, daß an der Niederfrequenzausgangsklemme 2 ein Ausgangssignal austritt, das entsprechenden Verstärkerstufen zugeführt wird.

Nach der Erfindung ist in die Hörfrequenzausgangsleitung 2 ein Hör- oder Niederfrequenzfilter F eingeschaltet,

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das einen Tiefpaß darstellt und eine Grenzfrequenz hat, die in Übereinstimmung mit der oberen Grenze des Hörfrequenzbereiches gewählt ist, beispielsweise im Bereich von 20 kHz.

Durch passende Schaltungskreise, die als im eigenen Block F enthalten anzusehen sind, ist es möglich, dieses Durchgangsband bis zu einer unteren Grenze zu verkleinern, das dem Grade der Rauschbegrenzung entspricht, der gewünscht wird und erreicht werden soll, und dies geschieht mittels eines Signals, das den Block F durch die Leitung 3 erreicht, die von einem Pegelregierblock R ausgeht. Dazu wird der Block R vom Ausgang 4 des Abstimmblockes S mit einem Signal erregt, das dem Pegel der Intensität' des Feldes entspricht oder proportional ist, mit dem das abgestimmte Signal empfangen wird.

Die Anordnung ist derart, daß bei Anwesenheit eines ausreichend starken Signales, dessen Pegel hoch eingestellt sein kann, der Pegelregler R die Mittel zur Steuerung ■ des Filters in einen Zustand bringt, in dem er dessen Parameter nicht beeinträchtigt, so daß das Hörfrequenzsignal in Übereinstimmung mit diesen Parametern behandelt wird; dabei ist das Ansprechen der Ausgangsfrequenz an einer Frequenzschwelle beschnitten, innerhalb derer schon die gesamte für die elektroakustische Wiedergabe notwendige Information durchgelassen ist.

Sobald der Pegel des Eintrittssignals sinkt, nimmt der Pegel des elektrischen Rauschens, der praktisch konstant ist oder durch die größere Verstärkung, die auf schwache Signale angewendet wird, mitverstärkt worden ist, einen größeren Anteil oder Prozentsatz innerhalb des gesamten

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anstehenden Signales an, wodurch die eingangs beschriebenen Schwierigkeiten auftreten. Gleichzeitig modifziert der kleinere Pegel des Feldintensitätssignales, das durch den Ausgang 4 zum Regler R gelangt,- die funktioneilen Bedingungen der dem Filter F zugeordneten Steuermittel derart, daß das Filter seine Grenzfrequenz senkt. So ist zu verstehen, daß ein kleiner Teil der höheren Wiedergabefrequenzen in diesem Betriebszustand unterdrückt wird, aber ein viel größerer Anteil der höheren Frequenzen, die das Rauschsignal ausmachen, wird ebenfalls unterdrückt werden, wodurch ein Ausgleich in der Gesamtgüte oder Qualität zugunsten der Wiedergabe erreicht wird.

Der Betrag dieser Frequenzbeschneidung in der erfundenen Rauschsperre kann absichtlich und nach Belieben durch die Auslegung des Filters und der ihm zugeordneten Elemente eingestellt werden, beispielsweise in der Weise, daß bei vollständigem Fehlen des Nutzsignals die Unterdrückung der Rauschfrequenzen so groß gemacht wird, daß die Abstimmung praktisch zur Stillabstimmung wird.

Die drei beschriebenen Blöcke können offensichtlich in sehr verschiedenen Techniken verwirklicht werden. So wurde in Fig. 2, die eine bevorzugte Ausführungsform der Erfindung darbietet, der Block S ersetzt durch einen integrierten Schaltkreis TDA 1047, der handelsüblich ist und der die richtigen Funktionen der Zwischenfrequenzstufe der Frequenzmodulation einschließlich eines Speisespannungseintritts 12 enthält, ferner einen Eingang 18 für das Zwischenfrequenzsignal, einen Ausgang 15 des Signalpegels und einen Niederfrequenz- oder Hörfrequenzausgang 7. Das Hörfrequenzfilter ist von zwei Induktivitäten oder Induktanzen Ll und L2 gebildet, die in Reihe liegen, und einem

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kapazitiven Parallelzweig, der von dem Kondensator Cl gebildet ist.

Der Kondensator Cl ist, wie aus dem Schaltbild hervorgeht, mittels des Arbeitskreises eines Transistors Ql und einer Zener-Diode DZl der dargestellten Polung angeschlossen und die Basis des Transistors ist mit dem Läufer oder Abgriff eines Potentiometers Rl verbunden, das zwischen Masse und den Ausgang 15 geschaltet ist.

Der Ausgang 15, der üblicherweise für die Betätigung von Abstimmanzeigevorrichtungen verwendet wird, liefert eine Spannung, die umgekehrt proportional der Feldstärke des empfangenen Signals ist. Ein Teil dieser Spannung, der durch die Einstellung des Potentiometers Rl festgelegt ist, polarisiert die Basis des Transistors derart, daß dieser die Stromstärke der hohen Frequenz regelt, die durch den Kondensator hindurchgeht und insoweit vom Hörfrequenzaustritt oder -ausgang 2 abgezogen wird. Je größer der Strom durch das Potentiometer wird, um so positiver wird die Basis des Transistors und um so größer wird die Ableitung oder der Abzug hoher Frequenz durch den Kondensator mit einer daraus folgenden Senkung der Grenzfrequenz.

Andere Bestandteile der Schaltung, auf die hier nicht Bezug genommen wird und die hier nicht beschrieben worden •sind, haben die üblichen Aufgaben und lassen sich vom Techniker ohne Schwierigkeit erkennen und in ihrer Wirkung beurteilen. Andererseits ist die Erfindung nicht auf die hier beschriebene konkrete Ausführungsform beschränkt und alle die angegebenen Elemente können im Rahmen der Erfindung durch gleichwertige Elemente ersetzt werden.

Im Zweifel sind alle hier beschriebenen und/oder darge-

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stellten Merkmale für sich oder in beliebiger sinnvoller Kombination erfindungswesentlich. Schutz wird begehrt für das, was objektiv schutzfähig ist.

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Leer seife

Claims (4)

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   Patentansprüche:

   lJ System zum Regeln des Niederfrequenzdurchlaßbandes eines Radioempfängers, dadurch gekennzeichnet, daß ein Hör- oder Niederfrequenzfilter (F) in Form eines Tiefpasses vorgesehen ist, dessen Frequenzgrenze der oberen Grenze des Bandpasses des Empfängers entspricht, daß das Filter an den Ausgang des Detektors des Empfängers angeschlossen ist und das durch ihn hindurchgehende Signal an seinem Ausgang (2) an Hörfrequenzkreise abgibt, daß ferner Mittel für das Verändern der Filterfrequenzgrenze innerhalb vorgegebener Grenzen vorgesehen sind, ebenso Sensoren oder Fühlermittel zur Peststellung des Pegels des im jedem Augenblick empfangenen Signals und ein Steuerkreis (R), der den Mitteln zur Veränderung der Frequenzgrenze ein Signal zuführt, das eine Funktion des genannten Signalpegels ist, und zwar derart, daß das pegelabhängige Signal in dem Sinne auf die Frequenzgrenze einwirkt, daß letztere in dem Maße gesenkt wird, in dem sich der Pegel des empfangenen Signals oder Nutzsignals vermindert.
2. 2. Regelsystem nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Mittel zur Veränderung der Frequenzgrenze aus einer dreipoligen Halbleitervorrichtung (Ql) mit veränderbarem Widerstandswert gebildet sind, deren Arbeitskreis Teil eines Quer- oder Ableitzweiges des Filters ist, durch den die hohen hochfrequenten Komponenten abgeleitet werden und dessen Steuerelektrode das vom Signalpegel abhängige Signal empfängt«.

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3. 3. System nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Steuerelektrode der Vorrichtung veränderbaren Widerstandes an den Abgriff eines Potentiometers angeschlossen ist, der von einem Strom durchflossen ist, der umgekehrt proportional dem Signalpegel ist.
4. 4. Reglersystem zur Regelung des Hörfrequenzdurchlaßbandes für Radioempfänger.

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