DE2919296A1 - Stereodecoder mit 19 khz-pilotunterdrueckung und verbesserter schwingung-phasenverriegelung - Google Patents

Description

"Stereodecoder mit 19 kHz-Pilotunterdrückung und verbesserter Schwingung-Phasenverriegelung"

Die Erfindung bezieht sich auf einen Stereodecoder für Multiplexsignale mit einem Demultiplexer mit einem Signaleingang und einem Hilfsträgereingang, welcher Signaleingang über eine Pilottonunterdrückungsschaltung zum Dämpfen eines Pilottons eines Multiplexsignals mit einem Eingang des Stereodecoders verbunden ist, sowie mit einem mit dem Hilfsträgereingang des Demultiplexers verbundenen phasenverriegelten Oszillator mit einem in eine Regelschleife aufgenommenen Phasendetektor, der mit einer Bezugseingangsstufe versehen ist.

Ein derartiger Stereodecoder ist in der Abstimmeinheit ST 8080 von Matsushita Electric Trading Co, Ltd, Japan verwendet und in gedruckter Form in der Gebrauchsanleitung derselben veröffentlicht worden.

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In manchen TonaufZeichnungsgeräten, wie beispielsweise Bandaufnahmegeraten, wird automatische Lautstärkenregelung angewandt, wobei die Lautstärke des aufzuzeichnenden Tonsignals gemessen und auf einen bestimmten Pegel gebracht wird, bevor die eigentliche Aufzeichnung stattfindet. Werden derartige Tonaufzeichnungsgeräte zum Aufzeichnen des Tonsignals an den Ausgängen eines Stereodecoders verwendet, so kann der Pilotton (19 kHz) die Messung der Lautstärke des Tonsignals beeinflussen, wodurch eine genaue Lautstärkeregelung und eine optimale Aufzeichnung beeinträchtigt wird. Um dies zu vermeiden, wird der Pilotton des dem Demultiplexer zugeführten Multiplexsignals mit Hilfe einer Pilottonunterdrückungsschaltung in der Amplitude verringert.

Der zum Decodieren des Multiplexsignals erforderliche Hilfsträger wird in dem phasenverriegelten Oszillator erzeugt. Seine Phase wird mit der Phase des Pilottons des Multiplexsignals verglichen, und zwar dadurch, daß im Phasendetektor das Oszillatorsignal mit dem über den Eingang des Stereodecoders dem Phasendetektor zugeführten Multiplexsignal multipliziert wird. Das Ausgangssignal des Phasendetektors, das als Regelsignal dem· phasenverriegelten Oszillator zugeführt wird, enthält dadurch außer einer gewünschten Komponente, die die Phasenbeziehung zwischen dem Oszillatorsignal und dem Pilotsignal angibt, auch unerwünschte Komponenten, die z.B. von Tonkomponenten des Multiplexsignals herrühren. Diese unerwünschten Komponenten können die Frequenzen des phasenverriegelten Oszillators mit beeinflussen, wodurch eine genaue Phasenverriegelung des Trägers mit dem Pilotsignal gestört wird. Eine optimale Decodierung des Stereosignals aus dem Multiplexsignal ist dann nicht möglich.

Die Erfindung bezweckt nun, einen Stereodecoder zu schaffen, dessen Ausgangssignal durch das Pilotsignal nicht gestört wird und wobei zugleich der Störeffekt der Tonkomponenten

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des Multiplexsignals auf die Phasenverriegelung des spannungsgesteuerten Oszillators verringert wird.

Ein Stereodecoder der eingangs erwähnten Art weist nach der Erfindung dazu das Kennzeichen auf, daß die PiIotonunterdrückungsschaltung ein Bandsperrfilter enthält mit einer Resonanzfrequenz von 19 kHz und einer Signaldämpfung, die mindestens 20 dB beträgt bei der Resonanzfrequenz und für Frequenzen unterhalb 15 kHz und über 23 kHz nicht spürbar wirksam ist.

Bei Anwendung der erfindungsgemäßen Maßnahme wird das Ausgangssignal der PiIottonunterdrückungsschaltung, d.h. das Multiplexsignal ohne den Pilotton auf zweierlei Weisen benutzt. Einerseits wird daraus, wie bei dem bekannten Stereodecoder, das Stereosignal in dem Demultiplexer decodiert. Andererseits wird dieses Multiplexsignal mit dem unterdrückten Pilotton dem Differenzverstärker der Eingangsstufe des Phasendetektors mit der gleichen Phasenlage zugeführt wie das Multiplexsignal mit dem nicht unterdrückten Pilotton, das über den Eingang des Stereodecoders den Differenz-Verstärker direkt erreicht. Die gleichphasig zugeführten Komponenten der beiden Multiplexsignale, die Tonkomponenten, gleichen einander im Differenz-Verstärker der Eingangsstufe völlig aus. Nur das nicht unterdrückte Pilotsignal in dem über den Eingang des Stereodecoders zugeführten Multiplexsignal erscheint unausgeglichen im Ausgangssignal des differentiellen Verstärkers. Dieses Ausgangssignal enthält also keine störenden Komponenten, die von den Tonkomponenten des Muliiplexsignals herrühren und eignet sich dadurch besonders als Phasenbezugssignal für den im phasenverriegelten Oszillator erzeugten Träger.

Die Unterdrückung des Pilotsignals in der Pilottonunterdrückungsschaltung des bekannten Stereodecoders wird dadurch erreicht, daß diesem Pilotsignal ein Ausgleichssignal hinzugefügt wird, das aus dem Oszillatorsignal PHN9119 909847/0787 - 5 -

über verwickelte Schaltungen erhalten wird. Das Ausgleichssignal muß dabei für eine wirksame Austastung in dieselbe Form gebracht werden wie das auszugleichende Pilotsignal und muß mit einer Phasenverschiebung von 180° zugeführt werden.

In einer bevorzugten Ausführung eines erfindungsgemäßen Stereodecoders wird das Pilotsignal auf einfachere Weise ausgetastet. Ein derartiger Stereodecoder weist dazu das Kennzeichen auf, daß die Pilotaustastschaltung ein Bandsperrfilter enthält mit einer Resonanzfrequenz von 19 kHz und einer Signalaustastung, die mindestens 20 dB beträgt bei der Resonanzfrequenz und für Frequenzen unterhalb 15 kHz und über 23 kHz nicht spürbar wirksam ist.

Ein Ausführungsbeispiel der Erfindung ist in den Zeichnungen dargestellt und wird im folgenden näher beschrieben. Es zeigen

Fig. 1 einen FM-Stereo-Multiplexempfanger mit einem Stereodecoder nach der Erfindung,

Fig. 2 eine praktische Ausführung des erfindungsgemäßen Stereodecoders.

Fig. 1 zeigt einen FM-Stereo-Multiplexempfanger mit einer Antenne 1, wobei hintereinander geschaltet sind: Eine Eingangsverstärker/Abstimmeinheit 2 zum Verstärken und zum Transponieren eines gewünschten FM-Antennensignals in den ZF-Bereich, einen ZF-Teil 3 zum selektiven Verstärken und Begrenzen des gewünschten ZF-FM-Signals, einen FM-Diskriminator 4 zum Umwandeln des ZF-FM-Signals in ein Stereo-Multiplexignal, einen Stereodecoder 5 zum Decodieren des linken und rechten Tonsignals L bzw. R aus dem Stereo-Multiplexsignal. Die Tonsignale L und R werden an Tonausgängen 16 und 17 geliefert und nach Verstärkung in Tonverstärkern 34 bzw. 35 mit den Lautsprechern 36 bzw. 37 wiedergegeben.

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Die Eingangsverstärker/Abstimmeinheit 2, der ZF-Teil 3 land der FM-Diskriminator 4 können von einer üblichen Konstruktion sein. Sie sind zum Verständnis der Erfindung nicht von Bedeutung und werden aus diesem Grunde nicht näher beschrieben.

Einem Eingang 6 des Stereodecoders 5 wird ein Stereo-Multiplexsignal vom FM-Diskriminator 4 geliefert. Der Stereodecoder 5 enthält ein als Pilottonunterdrückungsschaltung wirksames Bandsperrfilter 7, das mit dem Eingang 6 verbunden ist und den Pilotton des Stereo-Multiplexsignals unterdrückt. Ein Ausgang des Bandsperrfilters 7 ist über einen Multiplexverstärker 13» in dem eine Verstärkung des Stereo-Multiplexsignals stattfindet mit einem Signaleingang 20 eines Demultiplexers 14 verbunden. Der Demultiplexer 14 enthält einen Synchron-Detektor 22 und eine Matrixschaltung 15, in der auf bekannte Weise mit Hilfe eines einen Trägereingang 21 zugeführten Trägers (38 kHz), das Differenzsignal (L-R) des Stereosignals demoduliert und daraufhin mit dem Summensignal (L+R) des Stereosignals kombiniert wird, was zu getrennten linken und rechten Tonsignalen L bzw. R an den Tonausgängen 16 bzw. 17 führt. In diesen Tonsignalen fehlt der 19-kHz-Pilotton.

Zum Erzeugen des Hilfsträgers (38 kHz) ist der Stereodecoder mit einem phasenverriegelten Oszillator 10 versehen. Die Schwingungsfrequenz desselben beträgt 76 kHz und wird in einem mit einem Ausgang des" Oszillators 10 verbundenen Halbierer halbiert. Das Ausgangssignal des Halbierers 11 (38 kHz) wird daraufhin als Hilfsträger dem Hilfsträgereingang 21 des Demultiplexers 14 zugeführt.

Die Phasenverriegelung des Oszillators 10 erfolgt in einer Rückkopplung des Oszillatorsignals über den Halbierer 11 und einen nachfolgenden Halbierer 12, in dem die Frequenz

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abermals halbiert wird, einen multiplikativen doppelt ausgeglichenen Phasendetektor 8, in dem der Phasenunterschied zwischen dem nun 19 kHz Oszillatorsignal und dem 19 kHz-Pilotsignal des Stereo-Multiplexsignals bestimmt wird, und ein Tiefpaßfilter 9, in dem ein Regelsignal aus dem Ausgangssignal des Phasendetektors 8 zur Steuerung der Frequenz des Oszillators 10 erhalten wird.

Der doppelt ausgeglichene Phasendetektor 8 enthält eine Multiplikationsschaltung 26 bis einschließlich^ mit einem als Eingangsstufe wirksamen Differenz-Verstärker 26...28. Ein erster Eingang 23 des DifferenzVerstärkers 26...28 ist mit dem Eingang 6 des Stereodecoders 5 gekoppelt und ein zweiter Eingang 24 mit dem Ausgang des Bandsperrfilters verbunden. Dem ersten Eingang 23 des Differenz-Verstärkers 26...28 wird das vollständige Stereo-Multiplexsignal zugeführt, während in Phase (common mode) damit dem zweiten Eingang 24 das Stereo-MultijJlexsignal mit dem unterdrückten 19-kHz-Pilotton zugeführt wird. Die phasengleich (common mode) zugeführten Komponenten des Stereo-Multiplexsignals gleichen einander im Differenz-Verstärker 26...28 aus, so daß nur der 19-kHz-PiIotton unausgeglichen am Ausgang des Differenz-Verstärkers ...28, in diesem Falle an den Kollektorelektroden der als Differenz-Verstärker wirksamen Transistoren 26 und 27 erscheint. In einer Multiplizierstufe 29...33 des Phasendetektors 8 wird dieser 19-kHz-Pilotton auf bekannte Weise mit dem über die Klemmen 25 und 25' des Ausganges des Halbierers 12 zugeführten 19 kHz-Oszillatorsignal multipliziert. Das dem Tiefpaßfilter 9 zugeführte Ausgangssignal des Phasendetektors 8 enthält folglich keine Produktkomponenten, die von den Tonkomponenten des Stereo-Multiplexsignals herrühren. Die Phasenverriegelung des Oszillators 10 ist dadurch geschützt vor Störungen infolge dieser Tonkomponenten.

Fig. 2 zeigt eine praktische Ausführung des Stereodecoders 5, in dem die Schaltungsanordnungen, die funktionell denen aus

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- 8 Fig. 1 entsprechen, dieselben Bezugszeichen aufweisen.

Der Stereodecoder 5 enthält einen mit dem Eingang 6 gekoppelten Emitterfolger 50 zum Verstärken des Multiplexsignals. Ein Ausgang des Emitterfolgers 50 ist einerseits über einen Koppelkondensator 56 mit dem ersten Eingang 23 des in eine integrierte Schaltung 51 aufgenommenen Phasendetektors 8 verbunden und andererseits mit dem Bandsperrfilter 7. Ein Ausgang des Bandsperrfilters 7 ist über einen Koppelkondensator 57 mit dem zweiten Eingang 24 des Phasendetektors 8 verbunden, der, wie bereits obenstehend erwähnt, in die integrierte Schaltung 51 aufgenommen ist.

Die integrierte Schaltung 51 war in dieser praktischen Ausführung vom Typ TDA 1005 und enthielt außer dem Phasendetektor 8 auch die Schaltungsanordnungen 9 bis einschließlich 14 und die Tonausgänge 16 und 17 der vorhergehenden Figur. Der erste Eingang 23 %var auf der integrierten Schaltung 51 mit der Klemmennummer 12 bezeichnet, der zweite Eingang 24 mit der Klemmennummer 11.

Das Bandsperrfilter 7 zeigte eine wirksame Signaldämpfung in einem Frequenzbereich zwischen 15 kHz und 23 kHz mit einer maximalen Signaldämpfung auf der 19 kHz-Schwingungsfrequenz, die größer war als 20 dB. Für Frequenzen unter 15 kHz und über 23 kHz war die Signaldämpfung nicht spürbar und betrug wenigstens weniger als 1 dB. Das Bandsperrfilter war dazu als überbrücktes T-Filter mit einer Reihenschaltung aus zwei gleichen Kondensatoren 52 und 53 im Längszweig und mit einem an Masse liegenden veränderlichen Widerstand im Querzweig und mit einer Induktanz 55 in der Überbrückung ausgebildet. Die Kondensatoren 52 und 53 betrugen je 56 nF, die Induktivität 26 mH und der veränderliche Widerstand war dabei zwischen 1 kfLund 1_S47 kiTX. einstellbar.

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Claims (2)

1. NVV. Philips'Gloeilampenfabrieken, Eindhoven/Holland

   PATENTANSPRÜCHE:

   L 1y Stereodecoder für Multiplexsignale mit einem Demultiplexer mit einem Signaleingang und einem Hilfsträgereingang, welcher Signaleingang über eine Pilottonunterdrückungsschaltung zum Dämpfen eines Pilottons eines Multiplexsignals mit einem Eingang des Stereodecoders verbunden ist, sowie mit einem mit dem Hilfsträgereingang des Demultiplexers verbundenen phasenverriegelten Oszillator mit einem in eine Regelschleife aufgenommenen Phasendetektor, der mit einer Bezugseingangsstufe versehen ist, dadurch gekennzeichnet, daß die Eingangsstufe einen Differenz-Verstärker (26...28) enthält, dessen erster Eingang (23) mit dem Eingang (6) des Stereodecoders (5) und dessen zweiter Eingang (24) mit einem Ausgang der Pilottonunterdrückungsschaltung (7) verbunden ist.
2. 2. Stereodecoder nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Filottonunterdrückungsschaltung (7) ein Bandsperrfilter (52...55) enthält mit einer Resonanzfrequenz von 19 kHz und einer Signaldämpfung, die mindestens 20 dB beträgt bei der Resonanzfrequenz und für Frequenzen unterhalb 15 kHz und über 25 kHz nicht spürbar wirksam ist.

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