DE2909520B2 - - Google Patents
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- H03G—CONTROL OF AMPLIFICATION
- H03G3/00—Gain control in amplifiers or frequency changers without distortion of the input signal
- H03G3/20—Automatic control
- H03G3/30—Automatic control in amplifiers having semiconductor devices
- H03G3/3005—Automatic control in amplifiers having semiconductor devices in amplifiers suitable for low-frequencies, e.g. audio amplifiers
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- H03G3/30—Automatic control in amplifiers having semiconductor devices
- H03G3/34—Muting amplifier when no signal is present or when only weak signals are present, or caused by the presence of noise signals, e.g. squelch systems
Description
Die Erfindung bezieht sich auf eine Schaltungsanordnung zur Dämpfung von Störgeräuschen bei einem
FM-Empfänger, bei der das Ausgangssignal eines FM-Demodulators einer Schaltung zur Betragsbildung
zugeführt wird, die das Steuersignal für ein Dämpfungsglied liefert, das oberhalb eines Schwellwertes des
Betrages des Demodulationsausgangssignals die Dämpfung im Nutzsignalkanal heraufsetzt.
Eine solche Schaltungsanordnung ist aus der DE-OS 02 908 bekannt.
Die Schaltung zur Betragsbildung besteht dabei aus einem Brückengleichrichter, an dessen Ausgang ein
Kondensator angeschlossen ist. Aufgrund des relativ großen Demodulatorausgangswiderstandes und eines
Vorschaltwiderstandes kann sich der Kondensa'or aber nur relativ langsam aufladen; auch die Entladung des
Kondensators kann nur langsam erfolgen, so daß der Kondensator, dessen Spannung über einen Operationsverstärker
ein Dämpfungsglied schaltet, auf den Mittelwert der Demodulatorausgungsspannung aufgeladen
wird. Dieser Mittelwert stellt die sog. AFC-Spannung dar, d. h. eine Spannung, die der Abweichung
zwischen der Mittenfrequenz des FN/5-Demodulators
und der Trägerfrequenz eines empfangenen Senders proportional ist. Mit dieser Schaltung lassen sich aber
nicht alle vorkommenden Arten von Störgeräuschen beseitigen. Man kann die Störgeräusche in drei
Gruppen unterteilen:
a) Störgeräusche, die entstehen, wenn kein Sender empfangen wird, d. h., wenn innerhalb des Durchlaßbereiches
des Zwischenfrequenzverstärkers des Empfängers kein Sender empfangen wird bzw. nur
Sender, die so schwach sind, daß das erzeugte NF-Nutzsignal zu stark durch das Rauschen gestört
wird.
In einem solchen Fall liefert der Nutzsignalkanal ein starkes Rauschen, das in einem angeschlossenen
Lautsprecher nur geringfügig leiser ist als das bei korrekter Abstimmung auf einen mit maximalem
Hub modulierten empfangswürdigen Sender sich ergebende Signal. Diese Art von Störgeräusch wird
im folgenden als Aufrauschen bezeichnet.
Die bekannte Schaltung kann dieses Aufrauschen
Die bekannte Schaltung kann dieses Aufrauschen
nicht mittels der eingangs beschriebenen Schaltung unterdrücken. Deshalb wird dort zusätzlich eine aus
der Empfangsfeldstärke abgeleitete Spannung herangezogen, wobei die Därr.->rupg im Nutzsignalkanal
erhöht wird, wenn die Feldstarke abnimmt.
b) Störgeräusche, die entstehen, wenn ein Sender auf
den Flanken des Zwischenfrequenzfilters empfangen wird; dies ist in Fig. 1 dargestellt. Fig. 1 zeigt
schematisch die Durchlaßkurve 1 des Zwischenfrequenzverstärkers.
Die rviittenfrequenz liegt dabei bei der Frequenz /Ό. Wenn ein Sender mit der
Trägerfrequenz f\ oder /2 empfangen wird, ergeben sich starke Verzerrungen, die in einem
angeschlossenen Lautsprecher als wesentlich lauter empfunden werden können, als das Signal bei
korrekter Abstimmung auf diesen Sender.
Diese Art von Störgeräuschen, die im nachfolgenden als »Nebenempfang« Dezeichnet wird, kann mit
der bekannten Schaltung wirksam unterdrückt werden, weil dabei eine von der Abweichung
zwischen /0 und (2 bzw. zwischen /Ό und f\ abhängige Gleichspannung erzeugt wird, die zur
Abschaltung des Nutzsignalkanals herangezogen werden kann.
c) Störgeräusche, die entstehen, wenn die Trägerfrequenzen zweier Sender mit den Filterflanken des
Zwischenfrequenzfilters zusammenfallen (in diesem Fall liegt — Fig. 1 — die Trägerfrequenz des
einen Senders z. B. bei f\ und die Trägerfrequenz des anderen Senders bei /2).
Diese Art von Störgeräuschen, die im folgenden als »Zwischenempfang« bezeichnet wird, kann mit der
bekannten Schaltung nur teilweise unterdrückt werden, denn einerseits ist die Empfangsfeldstärke
genügend groß und andererseits kann das bei Abstimmung auf eine zwischen f\ und Cl liegende
Frequenz erzeugte AFC-Signal — abhängig von der Lage von f\ und Cl sowie der Empfangsfeldstärken
in bezug auf fO — stets einmal den Wert 0 annehmen (d. h. die AFC-Spannung geht beim
Durchstimmen durch Null und wechselt inr Vorzeichen), so daß zumindest in diesem Fall beim
Durchstimmen des Empfängers der »Zwischenempfang« hörbar wird.
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Aufgabe der Erfindung ist es, eine Schaltungsanordnung anzugeben, die durch Auswertung nur eines
einzigen Signals die Unterdrückung des Aufrauschens, des Nebenempfangs und des Zwischenempfangs gestaltet
und die darüber hinaus auch leicht in integrierter Schaltungstechnik hergestellt werden kann. Ausgehend
von einer Schaltungsanordnung der eingangs genannten Art wird diese Aufgabe erfindungsgemäß dadurch
gelöst, daß zwischen dem Ausgang des FM-Demodulators und dem Steuereingang des Dämpfungsgliedes eine
Schaltung zur Bildung des Maximalwertes des Betrages des Demodulatorausgangssignais eingeschaltet ist, daß
aus dem Maximalwert das Steuersignal für das Dämpfungsglied abgeleitet wird und daß die Schaltung
so ausgelegt ist, daß sich das Steuersignal bei einer bo Zunahme des Maximalwertes mit einer wesentlich
kleineren Zeitkonstante ändert als bei einer Abnahme des Maximalwertes.
Das Ausgangssignal eines FM-Demodulators setzt sich aus einem Nutz- bzw. Niederfrequenzanteil
zusammen, der die zu übermittelnde Information darstellt und einem Gleichspannungs-(AFC-)Anteil, der
die Abweichung zwischen der Trägerfrequenz und der Mittenfrequenz des FM-Demoduiaton, bzw. des Zwischenfrequenzfeldes
darstellt Bei der Erfindung werden beide Anteile des Demodulatorausgangssignais benutzt
und benötigt.
Zwar werden auch bei der Schaltung nach der DE-OS 26 02 908 beide Anteile benutzt; doch wird nur der
GIeichspannungs-(AFC-)Anteil benötigt, der Niederfrequenzanteil wird durch die Glättung des Ausgangssignals
infolge des Kondensators am Ausgang des Brückengleichrichters und des vorgeschalteten Vorwiderstandes
sowie des erheblichen Ausgangswiderstandes des FM-Demodulators nicht wirksam.
Der Maximalwert des Betrages des Demodulatorausgangssignais entspricht somit der größten Abweichung
des Momentanwertes der Frequenz des Demodulatortiingangssignals
von der Mittenfrequenz des FM-Demodulators. Wenn diese Frequenzabweichung einen bestimmten Wert nach oben überschreitet — wobei die
Überschreitung durch Aufrauschen, Nebenempfang oder Zwischenerupfang verursacht sein kann — ist dies
ein Kriterium für das Vorhandensein eines Störgeräusches, denn bei exakter Abstimmung auf einen Sender
kann der Momentanwert zu einer ins Zwischenfrequenzband transponierten Signalfrequenz nur um einen
bestimmten Betrag — den Frequenzhub — von der Mitten- bzw. Trägerfrequenz abweichen. Bei UKW-Empfang
beträgt diese Abweichung maximal 75 kHz.
Um zu vermeiden, daß die Störgeräuschdämpfungsschaltung nur während des Maximalwertes der Frequenzabweichung
wirksam ist, darf das Steuersignal zur Steuerung des Dämpfungsgliedes bei einer Abnahme
des Maximalwertes diesem nur mit einer relativ großen Zeitkonstante folgen. Auf der anderen Seite muß das
Steuersignal einer Zunahme des Maximalwertes relativ schnell folgen können, damit auch nur kurzzeitig
wirksame Maximalwerte die Schaltung zum Ansprechen bringen können.
Eine Weiterbildung der Erfindung sieht daher vor, daß die Zeitkonstante, mit der das Steuersigna! einer
Abnahme des Maximalwertes folg', mindestens fünfmal, vorzugsweise mindestens zwanzigmal, größer ist als die
Zeitkonstante, mit der das Steuersignal einer Zunahme des Maximalwertes folgt.
Bei einem für stationären Betrieb vorgesehenen UKW-(Heim-)Empfänger kann die erstgenannte (Abkling-)Zcitkonstante
200 ms und die zweite (Ansprech-)Zeitkonstante 3 ms betragen. Die Abkling-Zeitkonstante
sollte dabei 500 ms möglichst nicht übersteigen, weil sonst die Gefahr besteht, daß ein an sich
empfangswürdiger Sender beim schnellen Durchstimmen stummgeschaltet wird. Die Ansprech-Zeitkonstante
sollte nicht zu kurz sein, weil sonst schon einmalige, kurzzeitige Störspannungen die Schaltung zum Ansprechen
bringen können.
Bei UKW-Autoempfängern sollte die Abkling-Zeitkonstante
kürzer sein (0,5 ms—10 ms), weil dabei im Betrieb die Empfangsfeldstärke schnell und stark
schwanken kann (»Lattenzauneffekt«), so daß bei langen Abkling-Zeitkonstanten in einer solchen Empfangssituation
der Empfang ständig unterdrückt bzw. gedämpft würde. Die Ansprech-Zeitkonstante muß
dann entsprechend kürzer — im μ$-ΒεΓείΛ — sein; die
untere Grenze wird dabei durch die Durchlaßbandbrei- \". des ZF-Filters vorgegeben.
Grundsätzlich wäre es möglich, die Betragsbildung und die Maximalwertbildung mit einer einzigen
Schaltung durchzuführen. Ebenso könnte der Maximalwert des Betrages auch dadurch gebildet werden, daß
von dem nichtinvertierten und dem invertierten Demodulatorausgangssignal der Maximalwert gebildet
würde (z. B. durch Spitzenwertgleichrichtung) und daß anschließend von diesen beiden Spitzenwerten der
größere — z. B. durch eine Diodenanordnung — ausgewählt und zur Steuerung des Dämpfungsgliedes
herangezogen wird. Eine zweckmäßige Weiterbildung der Erfindung sieht demgegenüber vor, daß dem
Schaltungsteil zur Betragsbildung ein Spitzenwertgleichrichter mit einer Kondensatoranordnung nachgeschaltet
ist, wobei die Zeitkonstanten für Auf- und Entladung des Kondensators wesentlich voneinander
abweichen.
Die Erfindung wird nachstehend anhand der Zeichnung näher erläutert. Es zeigt
F i g. 1 die Durchlaßkurve des Zwischenfrequenzfilters,
F i g. 2 ein Blockschaltbild eines mit einer erfindungsgemäßen
Störgeräuschdämpfungsschaltung versehenen Empfängers,
F i g. 3 die Demodulatorausgangsspannung und deren Betrag bei verschiedenen Abstimmzuständen.
Fig.4 den schaltungsmäßigen Aufbau einer Schaltung
zur Betragsbildung und eines Spitzenwertdetektors bei Ausführung in integrierter Schaltungstechnik
und
F i g. 5 den Verlauf des Steuersignals als Funktion des Maximums des Momentanwertes der Verstimmung.
Bei dem in F i g. 2 dargestellten Empfänger werden die von der Antenne 2 empfangenen Signale einer
Hochfrequenzeingangs- und Mischstufe 3 zugeführt und mit dem von einem durchstimmbaren Oszillator 4
gelieferten Signal gemischt. Das Ausgangssignal der Hochfrequenzeingangs- und Mischstufe 3 wird von
einem Zwischenfrequenzverstärker 4 gefiltert und verstärkt. An den Ausgang des Zwischenfrequenzverstärkers
4 ist ein Begrenzer 5 angeschlossen, dessen Ausgangssignal einem FM-Demodulator zugeführt
wird, der ein Ausgangssignal liefert, das von der Differenz zwischen der Eingangsfrequenz des Demodulators
6 und der Mittenfrequenz /"0 (vgl. Fig. 1) des
Filters im ZF-Verstärker 4 bzw. des Demodulators 6 abhängt. Wenn die in den Zwischenfrequenzbereich
transponierte Trägerfrequenz des empfangenen Senders nicht exakt mit der Mittenfrequenz /"0 zusammenfällt,
enthält das Demodulatorausgangssignal neben dem Nutz- bzw. Niederfrequenzsignal noch einen von
der Abweichung der Trägerfrequenz von /"0 abhängigen
Gleichspannungsanteil.
Die Bandbreite des Zwischenfrequenzfilters ist dabei im allgemeinen kleiner als die Bandbreite des FM-Demodulators
6. Die Filterflanken sind — beispielsweise durch Verwendung von Keramikfiltern — sehr steil, so
daß bei Nebenempfang sehr starke Verzerrungen auftreten, die sehr laut hörbar werden können. Der
Begrenzer 5 ist so ausgelegt, daß die bei fehlendem Sendersignal auftretenden Rauschsignale durch ihn
begrenzt werden. Deshalb ist auch das Aufrauschen besonders laut wahrnehmbar.
In den Nutzsignalkanal ist zwischen dem Demodulator 6 und einem Niederfrequenzverstärker 8, der
zugleich ein Dämpfungsglied enthält, ein Dämpfungsglied 7 eingeschaltet. Die Dämpfung bzw. Verstärkung
dieses Dämpfungsgliedes 7, das z. B. eine Multiplizierschaltung sein kann, ist von der Steuerspannung Usran
seinem Steuereingang abhängig, und zwar vorzugsweise kontinuierlich — im Gegensatz zu der Schaltung nach
der DE-OS 26 02 908, wo die Dämpfung durch Betätigung eines Schalters von Null auf einen
Maximalwert geschaltet wird. Die Steuerspannung Usi
wird von einer Störgeräuschdämpfungsschaltung geliefert, die an den Ausgang des FM-Demodulators 6
angeschlossen ist und die aus einer Schaltung 9 zur Betragsbildung und einem nachgeschalteten Spitzenwertdetektor
10 besteht. Die Schaltung 9 bildet den Betrag des Demodulatorausgangssignals, d. h., das
Ausgangssignal, das als Funktion der Zeit positive und
ίο negative Polarität haben kann, wird in ein Signal
umgewandelt, das nur noch eine Polarität, z. B. die positive, hat. Die Beziehung zwischen dem Betrag des
Eingangssignals und dem Ausgangssignal ist vorzugsweise linear, kann aber auch nichtlinear sein, so daß zur
Betragsbildung u. a. auch ein Zweiquadranter.-Quadrierglied
herangezogen werden könnte. Der Spitzenwertdetektor 10 kann im Prinzip ein aus einer Diode und
einem Kondensator bestehender Spitzenwertgleichrichter sein, wenn für Auf- und Entladung unterschiedliehe
Zeitkonstanten vorgesehen sind, wie weiter unten beschrieben.
Die Wirkung der erfindungsgemäßen Störgeräuschdämpfungsschaltung läßt sich anhand der Fig.3a —3f
erläutern. F i g. 3a zeigt das Demodulatorausgangssignal
2r> im Falle des Zwischenempfangs, d. h, wenn zwei Sender
empfangen werden, die mit ihren Trägerfrequenzen f\ und i2 beiderseits der Mittenfrequenz und im
allgemeinen auf den Filterflanken liegen. Das Demodulatorausgangssignal ist in Fig.3a in ausgezogenen
jo Linien dargestellt. Die gestrichelte Fortsetzung der
Kurven oberhalb und unterhalb der Nullinie stellt der zeitlichen Verlauf dar, den das Demodulatorausgangssignal
haben würde, wenn der jeweils andere Stnder nicht vorhanden wäre. In Fig. 3b ist der zeitliche
j5 Verlauf des Ausgangssignals der Schaltung 9, d. h. der
Betrag des Demodulatorausgangssignals Up dargestellt. Der Spitzenwert up liegt dabei wesentlich oberhalb
eines Schwellwertes u.r Die Differenz zwischen dem
Spitzenwert und dem Schwellwert kann zur Dämpfung des Nutzsignals mittels des Dämpfungsgliedes 7
herangezogen werden.
Aus den Fig.3a und 3b lassen sich die Verhältnisse
bei Nebenempfang leicht ableiten, wenn also nur einer der beiden Sender mit der Trägerfrequenz f\ oder fi
(Fig. 1) empfangen wird. In diesem Fall entfällt in F i g. 3a der obere bzw. der untere Kurvenzug, so daß
sich das Demodulatorsignal aus der Aufeinanderfolge jeweils eines ausgezogen dargestellten und eines
gestrichelt dargestellten Kurvenzuges oberhalb bzw unterhalb der Nullinie ergibt. Das Ausgangssignal weisl
dann bereits Verzerrungen auf, die um so größer sind, je größer die statische Verstimmung, d. h. der Frequenzabstand
zwischen f\ bzw. Γ2 und /Ό ist. Wird diese
Verstimmung gegenüber der Darstellung der F i g. 3s noch vergrößert, dann kann es an der Stelle der größter
Momentanwerte zu Spannungseinbrüchen kommen, se daß die Verzerrungen noch erheblich steigen.
Der zeitliche Verlauf des Betrages der Demodulator ausgangsspannung, der sich im Ausgang der Schaltung S
einstellt, ergibt sich aus Fig.3b, wenn man eine dei
beiden aus durchgezogenen und gestrichelten Teiler zusammengesetzten, sinusförmigen Kurven wegläßt
Man erkennt, daß auch der in diesem Fall sich ergebende Spitzenwert u'p wesentlich oberhalb des
Schwellwertes liegt, so daß die Dämpfung im Nutzsigna! entsprechend der Differenz zwischen dem Spitzenwert
u'p und dem Schwellwert gesteuert werden kann.
F i g. 3c zeigt den zeitlichen Verlauf des Demodula·
F i g. 3c zeigt den zeitlichen Verlauf des Demodula·
torausgangssignals Uo im Falle des Aufrauschens, d. h.,
wenn kein Sender empfangen wird, dessen Signal vom Begrenzer 6 begrenzt werden könnte. Da die Bandbreite
eines Zwischenfrequenzfilters wesentlich größer sein muß als das Doppelte des maximalen Frequenzhubes
des frequenzmodulierten Signals, was gleichbedeutend damit ist, die Abweichung der Momentanfrequenz des
Rauschsignals von der Mittenfrequenz /Ό größer sein
kann als der maximale Frequenzhub und da, wie bereits erwähnt, der Begrenzer 5 die Eingangsamplituden des
Rauschsignals am FM-Demodulator 6 begrenzt, kann das Ausgangssignal des Demodulators in diesem Fall
Werte erreichen, die wesentlich größer sind. Aus F i g. 3d, die für den Fall des Aufrauschens den zeitlichen
Verlauf des Betrages des Demodulatorausgangssignals Ud als Funktion der Zeit zeigt, erkennt man, daß auch in
diesem Fall der Spitzenwert up größer ist als der
Schwellwert us.
F i g. 3e zeigt die Demodulatorausgangsspannung Uo
als Funktion der Zeit bei exakter Abstimmung auf einen empfangswürdigen Sender; in diesem Fall fällt also die
Trägerfrequenz mit der Mittenfrequenz /0 des ZF-FiI-ters bzw. des FM-Demodulators zusammen. In Fig.3f
ist der Betrag der Demodulatorausgangsspannung dargestellt und es ist erkennbar, daß der Spitzenwert up
niedriger ist als der Schwellwert. Bei einer geringen Verstimmung verschiebt sich das sinusförmige Ausgangssignal
nach oben oder nach unten, was zur Folge hat, daß nach der Betragsbildung die Amplitude der
ersten, dritten, fünften usw. Halbwelle zunimmt oder abnimmt, während die Amplitude der zweiten, vierten,
sechsten usw. Halbwelle sich gegensinnig dazu ändert. Bei einer weiteren Verstimmung erreicht dann der
Spitzenwert der gradzahligen oder der ungradzahligen Halbwellen den Schwellwert, so daß dann die
Dämpfung einsetzt.
In Fig.4 ist eine für die Ausführung in integrierter
Schaltungstechnik geeignete Schaltungskonfiguration dargestellt. Zwei identisch aufgebaute Emitterfolger 90a
und 906, deren Basiselektroden das Demodulatorausgangssignal zugeführt wird, sind mit ihren Emittern mit
den Eingängen eines Differenzverstärkers verbunden. Der Differenzverstärker enthält die beiden Transistoren
91 und 92, deren Basiselektroden mit den Emitterelektroden der Transistoren 90a bzw. 906 verbunden sind
und deren Emitter- und Kollektorelektroden miteinander verbunden sind. In die gemeinsame Emitterzuleitung
der Transistoren 91 und 92 ist eine Stromquelle 98 geschaltet und in ihre gemeinsame Kollektorzuleitung
ein Stromspiegel. Der Stromspiegel besteht aus den Transistoren 96 und 97, wobei der Transistor % mit
seinem Kollektor mit den Kollektorelektroden der Transistoren 91 und 92, mit seinem Emitter mit Masse
und mit seiner Basis mit der Basis eines Transistors 97 vom gleichen Leitfähigkeitstyp (npn) verbunden ist Die
Emitterelektrode des Transistors 97 liegt an Masse und seine Kollektorelektrode ist einerseits mit der Basiselektrode
kurzgeschlossen und andererseits mit der Kollektorelektrode eines Transistors 93 verbunden,
dessen Emitter mit den Emittern der Transistoren 91 und 92 verbunden ist und dessen Basiselektroden über
gleich große Widerstände 99 und 99' mit den Basiselektroden der Transistoren 91 und 92 verbunden
ist Der gemeinsame Kollektoranschluß der Transistoren 91 und 92 ist mit der Basis eines weiteren Transistors
94 vom npn-Typ verbunden, dessen Kollektorelektrode mit der Basiselektrode des Transistors 93 und dessen
Emitterelektrode über einen Emitterwiderstand R 2 mit Masse verbunden ist.
Wenn der Momentanwert der Spannung am Demodulatorausgang Null ist, führen die beiden Transistoren
91 und 92 den gleichen Kollektorstrom und der r>
Transistor 94 erzwingt, daß der vom Transistor 93 an die Diode 97 gelieferte Kollektorstrom etwa doppelt so
groß ist wie der Strom durch den Transistor 91 oder 92. — Wenn das Demodulatorausgangssignal verschieden
von Null ist, wobei z. B. das Basispotential an der Basis
ίο des Emitterfolgers 90a positiv ist im Vergleich zum
Basispotential an der Basis von 90b, dann bleibt der Transistor 91 leitend (sein Kollektorstrom wird dabei
größer), während der Transistor 92 gesperrt wird. Der Strom durch den Transistor 93 wird dann genauso groß
wie der Strom durch den Transistor 91, weil der Transistor 94 zusammen mit dem Transistor 93 und dem
Stromspiegel 96, 97 eine Gegenkopplungsschleife bildet, wodurch erzwungen wird, daß der Strom durch
die Transistoren 96, 97 stets wenigstens annähernd gleich groß ist. Infolgedessen muß das Basispotential
des Transistors 93 genauso groß sein wie das des Transistors 91, so daß über dem Widerstand 99' die
gesamte Eingangsspannung des Differenzverstärkers, d. h. die gesamte Demodulatorausgangsspannung anliegt.
Der einem solchen Spannungsabfall am Widerstand 99' entsprechende Strom muß vom Transistor 94
aufgebracht werden, d.h. der Kollektorstrom des Transistors 94 entspricht dem Quotienten aus der
Demodulatorausgangsspannung und dem Wert des
jo Widerstandes 99'. Die gleichen Verhältnisse ergeben sich, wenn die Demodulatorausgangsspannung ihre
Polarität umkehrt, nur daß dann der Transistor 92 leitend und der Transistor 91 gesperrt wird und der
Kollektorstrom des Transistors 94 über den Widerstand 99 fließt.
Der Kollektorstrom des Transistors 94 ist also dem Betrag der Demodulatorausgangsspannung proportional.
Es ist grundsätzlich möglich, den Strom durch den Transistor 94 selbst auszuwerten; in bestimmten Fällen
kann es jedoch zweckmäßiger sein, einen weiteren Transistor 95 vom gleichen Leitfähigkeitstyp (npn) zu
verwenden, dessen Basis mit der Basis des Transistors 94 und dessen Emitter über einen gleich großen
Widerstand /?2 mit Masse verbunden ist wie der Transistor 94. Wenn der Kollektorwiderstand R1 des
Transistors 95 den gleichen Wert hat wie einer der Widerstände 99 bzw. 99', dann ist der Spannungsabfall
am Kollektorwiderstand Ri gleich dem Betrag der Demodulatorausgangsspannung.
so Im Prinzip arbeitet die beschriebene Schaltung 9 zur Betragsbildung ähnlich wie der Brückengleichrichter bei
der Schaltung nach der DE-OS 26 02 908. Sie hat jedoch verschiedene Vorteile, weil der Spannungsabfall am
Widerstand R 1 praktisch genauso groß ist wie der Betrag der Demodulatorausgangsspannung und nicht
durch die Spannungsfälle über den Dioden bzw. den Basisemitterstrecken temperaturabhängig wird. Außerdem
ist es möglich, das Ausgangssignal (im Spannungsabfall am Widerstand R 1) potentialmäßig vom Demodulatorausgang
zu entkoppeln und den Erfordernissen der nachgeschalteten Schaltung anzupassen. Schließlich
kann die Schaltung leicht in integrierter Schaltungstech-■nik
ausgeführt werden.
Der Spannungsabfall am Widerstand R1. dessen vom
Kollektor des Transistors 95 abgewandtes Ende an die positive Gleichspannung Un* angeschlossen ist wird
dem Spitzenwertdetektor 10 als Steuersignal zugeführt Der Spitzenwertdetektor 10 enthält einen aus zwei
pnp-Transistoren 106 und 107 bestehenden Differenzverstärker. Die Emitter der Transistoren 106 und 107
sind miteinander und über eine Stromquelle 100 mit einer positiven Gleichspannung verbunden. Die Basis
des Transistors 106 ist mit dem Kollektor des Transistors 95 verbunden. Der Kollektor des Transistors
106 ist mit dem Kollektor eines npn-Transistors 101 verbunden, dessen Emitter mit Masse und dessen
Basis mit der Basis eines weiteren npn-Transistors 102 verbunden isL Der Emitter des Transistors 102 ist
ebenfalls mit Masse verbunden, während seine Basis und sein Kollektor kurzgeschlossen sind (der Transistor
arbeitet also als Diode) und mit dem Kollektor des Transistors 107 verbunden sind. Die gemeinsame
Kollektorzuleitung der Transistoren 106 und 101 ist mit der Basis eines npn-Transistors 108 verbunden, dessen
Emitter mit Masse und dessen Kollektor mit der Basis des Transistors 107 verbunden ist. Der Kollektor des
Transistors 108 bzw. die Basis des Transistors 107 ist über einen Widerstand 104 mit einem Kondensator 103
verbunden, dessen zweiter Anschluß mit Masse verbunden ist Der Verbindungspunkt des Kondensators
103 und des Widerstandes 104 ist über Widerstände 111
und 112 mit dem Abgriff eines aus den Widerständen 105 und 110 bestehenden Spannungsteilers verbunden,
dessen eines Ende mit Masse und dessen anderes Ende mit der Spannung U„r verbunden ist
Solange der Betrag der Demodulatorausgangsspannung, der an R1 anliegt, kleiner ist als der Spannungsabfall
am Widerstand 105, ist der Transistor 107 leitend und der Transistor 106 gesperrt Infolgedessen fließt
durch den Transistor 108 kein Strom und die Widerstände 104, 111 und 112 sind ebenfalls stromlos.
Der Kondensator 103 ist in diesem Fall voll aufgeladen; an ihm liegt die Gleichspannung Urci multipliziert mit
dem Spannungsteilerverhältnis des Spannungsteilers 105,110.
Das Spannungsteilerverhältnis ist so gewählt, daß am Widerstand 105 der Schwellwert us (vgl. F i g. 3) abfällt.
Am Kondensator 103 liegt dann also die Spannung Uret-Us. Der Spannungsabfall am Widerstand 112, der
die Steuerspannung Usr für das Dämpfungsglied 7 (F i g. 2) bildet ist dann Null. Wenn die Demodulatorausgangsspannung
und mithin der Spannungsabfall am Widerstand R1 den Schwellwert us übersteigt, wird der
Transistor 106 leitend und übernimmt einen mehr oder minder großen Teil des von der Stromquelle 100
gelieferten Stromes. Sobald der Strom durch den Transistor 106 größer ist als der Strom durch den
Transistor 107, fließt die Differenz in die Basis des Transistors 108 und bewirkt daß dieser leitend wird,
wodurch die Basis des Transistors 107 der Basis des Transistor 106 potentialmäßig nachgeführt wird und
der Strom durch den Transistor 102 fast genauso groß wird wie durch den Transistor 101. Der Kondensator
103 wird dann über den Widerstand 104 und die Kollektoremitterstrecke des Transistors 108 entladen.
Je größer die Demodulatorausgangsspannung wird, d. h. je größer der Betrag ist, um den die Frequenz des
Demodulatoreingangssignals von der Mittenfrequenz /0 abweicht um so stärker wird die Entladung des
Kondensators 103 und desto größer wird die Steuerspannung Usr, für die dann gilt Usr = us- \ UD \. Der
Verlauf der Steuerspannung Usr als Funktion der momentanen Verstimmung Af (das ist die Differenz
zwischen dem Momentanwert der Frequenz des Eingangssignals des Demodulators und der Mittenfrequenz)
ist in F i g. 5 dargestellt. Man erkennt, daß bis zu einer Verstimmung ±Äfs, die dem Schwellwert U5
entspricht und die bei UKW-Empfang etwa bei 125 kHz liegt, die Steuerspannung den Wert Null hat. Oberhalb
dieses Schwellwertes nimmt der Betrag der Steuerspannung mit der Verstimmung linear zu. Das Dämpfungsglied
7, dem diese Steuerspannung zugeführt wird, muß dazu so ausgebildet sein, daß mit wachsendem Betrag
der Steuerspannung die Dämpfung von einem Minimalwert kontinuierlich ansteigt. Hierbei kann beispielswei-
se die Änderung der Stromverteilung bei einem Differenzverstärker in Abhängigkeit von einem angelegten
Steuersignal ausgenutzt werden.
Aus dem vorstehenden ergibt sich, daß der Kondensator 103 sich entlädt wenn der Spitzenwert des Betrages
der Demodulatorausgangsspannung zunimmt, und daß er sich auflädt, wenn der Spitzenwert des Betrages
wieder abnimmt. Infolgedessen muß die Entladezeitkonstante, die im wesentlichen durch den Widerstand 104
bestimmt ist wesentlich kleiner sein als die Aufiadezeitkonstante,
die durch die Widerstände 111, 112 und die Parallelschaltung der Widerstände 105 und 110 bestimmt
ist. Günstige Resultate erhält man bei einer Entladezeitkonstante von 3 ms und einer Aufladezeitkonstante von 20C ms.
Ein Vorteil der in Fig.4 dargestellten Schaltung
besteht darin, daß die Steuerspannung Usr — und infolgedessen auch die Dämpfung — bei exakter
Abstimmung auf einen Sender genauso groß ist (0 V) wie dann, wenn der Maximalwert der Verstimmung den
Schwellwert Afs (beinahe) erreicht. Dies bedeutet, daß z. B. beim Aufrauschen die Steuerspannung nach einer
Rauschspannungsspitze langsamer abnimmt, als sie abnehmen würde, wenn sie unter den Wert, den sie bei
Erreichen des Schwellwertes us hat, absinken könnte.
Dies erleichtert die Signalauswertung in einer solchen Empfangssituation.
Ein weiterer Vorteil einer erfindungsgemäßen Störgeräuschdämpfungsschaltung
gegenüber den bisher bekannten Schaltungen besteht darin, daß die Störgeräuschdämpfungsschaltung
schon bei kleineren Antenneneingangsspannungen wirksam wird. Ein anderer Vorteil gegenüber solchen Störgeräuschdämpfungsschaltungen,
bei denen das Rauschen in Abhängigkeit von einer feldstärkeabhängigen Spannung unterdrückt
wird, besteht darin, daß das Rauschen nach der Demodulation ausgewertet wird, so daß der Dämpfungseinsatz
unabhängig vom Pegel der Antenneneingangsspannung ist Wenn daher bei FM-Empfängern
des gleichen Typs die Verstärkung des Antennensignals bzw. Zwischenfrequenzsignals streut oder wenn derartige
Empfänger einmal mit Antennenverstärker und einmal ohne Antennenverstärker betrieben werden, hat
dies keinen Einfluß auf den Dämpfungseinsatzpunkt der erfindungsgemäßen Störgeräuschdämpfungsschaltung.
Der Aufwand für eine erfindungsgemäße Schaltung ist vergleichsweise gering, weil lediglich eine Spannung
(die Ausgangsspannung des FM-Demodulators) ausgewertet werden muß.
Claims (6)
1. Schaltungsanordnung zur Dämpfung von Störgeräuschen bei einem FM-Empfänger, bei der
das Ausgangssignal eines FM-Demodulators einer Schaltung zur Betragsbildung zugeführt wird, die das
Steuersignal für ein Dämpfungsglied liefert, das oberhalb eines Schwellwertes des Betrages des
Demodulatorausgangssignals die Dämpfung im Nutzsignalkanal heraufsetzt, dadurch gekennzeichnet,
daß zwischen dem Ausgang des FM-Demodulators (6) und dem Steuereingang des Dämpfungsgliedes (7) eine Schaltung (9, 10) zur
Bildung des Maximalwertes des Betrages des Demodulatorausgangssignals (Ud) eingeschaltet ist,
daß aus dem Maximalwert (Up, u'p) das Steuersignal
(Ust) für das Dämpfungsglied abgeleitet wird und daß die Schaltung so ausgelegt ist, daß sich das
Steuersignal bei einer Zunahme des Maximalwertes mit einer wesentlich kleineren Zeitkonstante ändert
als bei einer Abnahme des Maximalwertes.
2. Schaltungsanordnung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß dem Schaltungsteil zur Betragsbildung
ein Spitzenwertgleichrichter mit einer Kondensatoranordnung (103) nachgeschaltet ist,
wobei die Zeitkonstanten für Auf- und Entladung des Kondensators wesentlich voneinander abweichen.
3. Schaltungsanordnung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die
Zeitkonstante, mit der das Steuersignal (Ust) einer Abnahme des Maximalwertes (Up, u'p) folgt, mindestens
fünfmal, vorzugsweise mindestens zwanzigmal, größer ist als die Zeitkonstante, mit der das
Steuersignal (Ust) einer Zunahme des Maximalwertes (up, u'p) folgt.
4. Schaltungsanordnung nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß der
Schaltungsteil zur Ableitung der Steuerspannung (Ust) aus dem Maximalwert so ausgebildet ist, daß
die Steuerspannung dem Betrage nach nicht wesentlich unter den Wert sinkt, den sie bei
Erreichen des Schwellwertes (up) durch den Maximalwertannimmt.
5. Schaltungsanordnung nach einem der Ansprüche 1 -4, dadurch gekennzeichnet, daß zur Betragsbildung ein Differenzverstärker vorgesehen ist, der
zwei Transistoren (91,92) enthält, deren Emitter und Kollektoren miteinander verbunden sind, daß die
Summe der Kollektorströme dieser Transistoren (96, 97) mit dem gespiegelten Kollektorstrom eines
dritten Transistors (93) verglichen wird, dessen Emitter mit den Emittern der Differenzverstärkertransistoren
(91, 92) verbunden ist und dessen Basis über zwei gleich große Widerstände (99,99') mit der
Basis je eines der Differenzverstärkertransistoren sowie mit dem Kollektor eines vierten Transistors
(94) vom entgegengesetzten Leitfähigkeitstyp verbunden ist, dessen Basis die Differenz zwischen den
Kollektorströmen der zwei Differenzverstärkertransistoren (91, 92) und dem Kollektorstrom des
dritten Transistors (93) zugeführt wird, daß der dritte Transistor (93) und der vierte Transistor (94)
zusammen mit dem Stromspiegel (96, 97) eine Gegenkopplungsschleife bilden und daß der Kollektorstrom
des vierten Transistors (94) oder eines fünften Transistors (95), der zwischen Basis und
Emitter genauso wie der vierte beschaltet ist, als Ausgangssignai dient
6. Schaltungsanordnung nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, daß der Spitzenwertgleichrichter
einen aus einem sechsten und einem siebten Transistor (106,107) bestehenden Differenzverstärker
umfaßt, daß die Kollektorströme des sechsten und siebten Transistors (106,107) einem Stromspiegel
(101, 102) zugeführt sind, wobei der in den Stromspiegel fließende Strom vom Kollektorstrom
des siebten Transistors bestimmt wird, daß mit dem Kollektor des sechsten Transistors (106) die Basis
eines achten Transistors (108) vom entgegengesetzten Leitfähigkeitstyp verbunden ist, dessen Kollektor
mit der Basis des siebten Transistors (107) verbunden ist und daß die Basis des sechsten
Transistors (106) den Eingang des Spitzenwertdetektors bildet und daß die Basis des siebten
Transistors (107) mit der Kondensatoranordnung (103) verbunden ist.
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