DE2921453A1

DE2921453A1 - Seitenband-am-rundfunksystem

Info

Publication number: DE2921453A1
Application number: DE19792921453
Authority: DE
Inventors: Bernard D Loughlin
Original assignee: Hazeltine Corp
Current assignee: BAE Systems Aerospace Inc
Priority date: 1978-06-05
Filing date: 1979-05-26
Publication date: 1979-12-13
Also published as: FR2428356B1; IT1118727B; JPS55695A; NL190827C; CA1125861A; JPS633492B2; NL190827B; IL57231A0; BR7903327A; IT7968198A0; JPS59191949A; FR2428356A1; SE435985B; NZ190026A; DE2921453C2; NL7904394A; SE7904861L; AU525175B2; US4589127A; AU4576079A

Description

Hazeltine Corporation , Greenlawn,. New Yorr: Ί1740 /JJSA

-y-Cf

Seitenband-AM-Rundfunksystem

Die Erfindung betrifft ein Seitenband-AM-Rundfunksystem für Mehrkanal- insbesondere Stereoübertragungen nach dem Oberbegriff des Anspruchs 1 sowie Sender, Empfänger und Gegenmodulatoren für ein solches System.

Aus der US PS 3.218.393 ist ein System zur Übertragung von Stereo-Signalen innerhalb eines amplitudenmodulierten Rundfunksystem bekannt, dessen Stereo-Signal kompatibel für die vorhandenen AM-Empfänger ist. In diesem System, dessen Sender in Figur 1 als Blockschaltbild wiedergegeben ist, werden aus den unabhängigen Stereo-Signalen L und R in geeigneten Schaltkreisen 10 und 12 das Differenzsignal L-R und das Summensignal L+R gebildet. Zwei Phasenschieber 14 und 16 sorgen für eine Phasendifferenz von ungefähr 90 ° zwischen dem L+R-Signal und dem L-R-Signal. Ein im Oszillator 18 erzeugter Träger wird zuerst in einem Phasenmodulator 20 mit dem L-R-Signal in der Phase moduliert (PM), sodann wird die Amplitude des Trägers im Begrenzer 21 begrenzt und anschließend wird der Träger mit dem L+R-Signal in der Amplitude moduliert (AM).

Das Ausgangssignal des Amplitudenmodulators 22 stellt ein unabhängiges Seitenband-AM Signal (ISB-AM-Signal) dar, in dem die ursprünglichen L- und R-Signale sowohl in den unteren als auch in den oberen Seitenbändern des AM-Signals erscheinen.

909850/0681

'-ζ

Der modulierte Träger kann direkt ausgestrahlt werden; doch ist es üblich, zunächst einen Träger niedriger Frequenz zu modulieren und dessen Trägerfrequenz sodann auf die ausgestrahlte Frequenz zu erhöhen. Der Ausdruck "Trägerfrequenz" bezieht sich im folgenden daher auf beide Trägerversionen.

Bei der mathematischen Darstellung der Zusammenhänge in dem bekannten System geht man davon aus, daß das R-Signal die Amplitude Null hat. Dann sind das L+R- und L-R-Signal gleich. Die Phasenverschiebung von 90 ° zwischen beiden Signalen und die Verwendung der AM und PM ergibt, wie in Figur 4 dargestellt, den Vektor 24 der vollständigen Modulation, welcher um den Vektor in stets gleichem Rotationssinn präzediert. Dies entspricht einem Einseitenband-Signal.

Die idealen Verhältnisse gemäß Figur 4 setzen natürlich voraus, daß nur ein Träger und ein oberes Seitenband existiert. Diese Signalform stellt jedoch für ein kompatibles AM-Stereo-System nicht das optimale Signal dar, weil nach dem bei AM-Standardempfängern verwendeten Prinzip der Gleichrichtung der Umhüllenden aus einem solchen Signal ein L+R-Signal ensteht, das einer verzerrten Sinuswelle entspricht (s. 28 in Figur 5). Das ideale gleichgerichtete Signal soll dagegen, wenn die Modulation aus einem einzigen Sinuston in nur einem Stereo-Kanal besteht, eine natürliche Sinuswelle 30 bilden.

Tatsächlich enthält das vollständige Signal des bekannten Senders nach Figur 1 auch hoch AM- und PM-Komponenten zweiter Ordnung, die zwangsläufig in der Kombination von Begrenzer und Amplitudenmodulator entstehen und ihre Ursache.in der multiplikativen Wirkung der Amplitudenmodulation haben. Die AM-Kompo-

9098B0/ÖS81

292U53

-y-

nente zweiter Ordnung macht das aus der Gleichrichtung der Umhüllenden hergeleitete Signal relativ verzerrungsfrei.

Da ein monophoner Empfänger auf die PM-Komponente praktisch nicht reagiert, berührt diese daher nicht die Kompatibilität eines ausgestrahlten ISB-AM-Stereo-Signals. Jedoch ist die PM-Komponente zweiter Ordnung doppelt so groß, wie sie für ein ' wirklichkeitsgetreues Einseitenbandsignal sein sollte.

Die US PS 3.908.090 beschreibt nun einen Sender für ein ISB-AM-Stereo-System, in dem ein Korrektursignal mit der doppelten Frequenz des L-R-Signals gebildet wird, um die PM-Komponente zweiter Ordnung, auf den erforderlichen Wert zu begrenzen. Der in der Vorveröffentlichung beschriebene und in Figur 2 wiedergegebene bekannte Sender enthält Baugruppen, die dem der Figur entsprechen und die die gleichen Bezugszeichen tragen. Zusätzlich ist eine Schaltstufe vorgesehen, in der das Korrektursignal zu dem L-R-Signal hinzugefügt wird, bevor diesen den Träger in der Phase moduliert. Diese Schaltstufe umfaßt zwei Phasenschieber 32 und 34, welche den getrennten L- und R-Signalen eine Phasenlage geben, die zwischen der der Phasenverschiebung zwischen dem L-R-Signal und dem L+R-Signal liegen.

Zwei Frequenzverdoppler 36 und 38 mit konstanter Verstärkung bewirken die Verdopplung der Frequenz der getrennten L- und R-Signale. Deren Ai sgangssignale werden in der Subtraktionsstufe 40 vereinigt. Der steuerbare Verstärker 42, der durch die Amplitude des phasenverscnobenen L-R-Signals geregelt wird, die am Gleichrichter 44 abnehmbar ist, erzeugt das Korrektursignal für die Addierstufe 46.

909850/0681

Das Korrektursignal ist proportional zum Quadrat der Amplitude des L-R-Signals und hat die doppelte Frequenz des L-R-Signals. Die maximale Amplitude des Korrektur.signals beträgt rund 13 % der Maximalamplitude des L-R-S^gnals. Das vorverzerrte Differenzsignal (L-R)', das nunmehr 'am Ausgang der Addierstufe 46 abnehmbar ist, wird dem Phasenmodulator 20 zugeführt, um den Träger zu modulieren. Anschließend wird der phasenmodulierte Träger im Modulator 22 durch das phasenverschobene L-R-Signal in der Amplitude moduliert und dann ausgestrahlt.

Obgleich dieses Korrektursignal die PM-Komponente zweiter Ordnung, die zwanp*läufig im Amplitudenmodulator 22 entsteht, ausreichend koi 'giert, verursacht die verbleibende PM-Komponente zweiter Ordnung doch Verzerrungen in der L-R-Phasenmödulation. Da aber ein monophoner Empfänger auf die Phasenmodulation kaum reagiert, ist die Kompatibilität des Signals dadurch nicht berührt. Abgesehen davon kann eine Verzerrung des L-R-Signals noch in einem ISB-Stereo-Empfanger ausgelöscht werden.

Wenn auch dieser bekannte Sender die erforderliche Korrektur in dem ausgesandten ISB-AM-Stereo-Signal bewirkt, sollte doch nicht übersehen werden, daß ein solcher Sender nach Figur 2 einen erheblichen Aufwand zur Erzeugung des Korrektursignals erfordert.

Aus der DOS 26 19 440 ist ein ISB-AM-Stereo-Empfänger bekannt, in dem die Amplitudenmodulation dazu benutzt wird, um von dem empfangenen Differenzsignal (L-R)'das Korrektursignal wieder abzutrennen, das von dem Sender gemäß Figur 2 erzeugt wurde. Ganz allgemein ist dieser Vorveröffentlichung zu entnehmen, wie das empfangene Differenzsignal (L-R)' mit einem oder mehreren

909850/0681

292H53

vom L+R-Signal abgeleiteten Signalen in der Amplitude moduliert werden kann, um die Verzerrung des Differenzsignals (L-R)', die von dem Korrektursignal herrühren, zu vermindern.

Mit der vorliegenden Erfindung wird nun ein neuer, verbesserter, kompatibler ISB-Mehrkanal, insbesondere Stereo-AM-Sender vorgeschlagen, in welchem die erforderliche Vorverzerrung des L-R-Signales durch eine einfache und wirtschaftliche Schaltungsanordnung erreicht werden kann.

Die vorliegende Erfindung zielt weiter darauf ab, ein neues und verbessertes ISB-AM-Stereo-System zu schaffen, indem der Sender und der Empfänger so gemessen sind, daß ein Mindestmaß an Linearität der L- und R-Signale und Unabhängigkeit im Hinblick auf ihre Übertragung in dem System gewährleistet ist, so daß das System nur geringe Verzerrungen, insbesondere durch Kreuzmodulationen, aufweist. Darüber hinaus wird durch die Erfindung ein Empfänger-Decoder offenbart, in welchem das vorverzerrte Differenz-Signal (L-R)¹ in einem Gegenmodulator mit dem L+R-Signal nach einer nicht-linearen Funktion moduliert wird, um das vorverzerrte Differenzsignal wieder zu entzerren.

Der Ausdruck Gegenmodulation umschreibt ein Verfahren, bei tlem ein erstes Signal (A) durch ein zweites Signal (B) moduliert wird, wobei die Modulationsfunktion der allgemeinen Form

• f (B)
genügt.

9098B0/ÖB81

292H53

Nach der vorliegenden Erfindung umfaßt der Sender des verbesserten ISB-AM-Mehrkanal-Systems eine Schaltstufe zur Erzeugung von zwei im Hörbereich liegenden Signalen L und R, die die linke und die rechte Stereoinformation darstellen können, weiterhin Schaltstufen mit Eingängen'für das L- und R-Signal und Ausgänge für das L-R-Signal und das L+R-Signal, ferner Schaltstufen zur Erzeugung eines in der Phase modulierten Trägersignals, dessen Modulation von dem mit dem L+R-Signal in bestimmter Weise gegenmodulierten L-R-Signal gebildet wird und schließlich enthält der Sender Schaltstufen für die Amplitudenmodulation des phasenmodulierten Trägersignals durch das L+R-Signal, um ein vollständiges ISB-AM-Stereo-Signal zu erzeugen.

Weiter ergibt sich aus der vorliegenden Erfindung ein verbessertes ISB-AM-Mehrkanal-System, das den eben beschriebenen Sender und einen Empfängerdecoder umfaßt, welch letzterer eine Schaltstufe enthält, die ein geeignetes Zwischenfrequenzsignal bildet sowie der Zwischenfrequenzstufe nachgeschaltete Schaltstufen, um das vorverzerrte Differenzsignal (L-R)¹ nach einer vorgegebenen Funktion mit dem L+R-Signal gegenzumodulieren, so daß sich mindestens zwei Ausgangssignale im Hörbereich erzeugen lassen, die den ursprünglichen L-Signalen und R-Signalen entsprechen, wobei die Gegenmodulationsfunktionen in dem Sender und in dem Empfängerdecoder so gewählt sind, daß ein Mindestmaß an Linearität und Kreuzmodulationsfreiheit der L- und R-Signale bei deren Übertragung in dem System gewährleistet ist.

Obgleich die vorliegende Erfindung nachfolgend im allgemeinen in Verbindung mit einem Stereo-System beschrieben ist, ist es für den Fachmann klar, daß die Eingangssignale L und R z.B. auch matrizierte Quadrophoniesignale L„ und R_, sein können, die in

909850/0681

292H53

dem System in gleicher Weise übertragen werden, wie L- und R-Stereosignale. Im Empfänger muß dann lediglich ein Quadrophoniedecoder vorgesehen sein, so daß die vier notwendigen Quadrophoniesignale erzeugbar sind.

Zum besseren Verständnis der vorliegenden Erfindung zusammen mit deren weiteren Zielen sei auf die Beschreibung Bezug genommen, die im Zusammenhang mit den beigefügten Zeichnungen zu sehen ist.

Es zeigen

Figur 1

Figur 2 Figur 3 Figur 4

Figur 5 Figur 6 Figur 7

ein Blockschaltbild eines bekannten ISB-AM-Stereo-Senders

einBlockschaltbild eines verbesserten, ebenfalls bekannten ISB-Ail-Stereo-Senders

ein Blockschaltbild eines Ausführungsbeispiels der vorliegenden Erfindung

ein Vektordiagramm zur Erläuterung des amplituden- und phasenmodulierten Signals vorliegender Erfindung

ein Signaldiagramm, zur Erläuterung der Amplitude des Signals nach Figur

ein Blockschaltbild eines ISB-AM-Stereo-Empfängers gemäß der vorliegenden Erfindung

ein Blockschaltbild einer Alternative für einen Teil des Empfängers nach Figur gemäß der vorliegedenn Erfindung

909850/0681

Wie oben bereits erwähnt, wird in dem bekannten ISB-Sender des in Figur 2 dargestellten Typs zur Vorverzerrung ein Korrektursignal mit der doppelten Frequenz des L-R-Signals gebildet und diesem Signal hinzugefügt, bevor das Trägersignal im Phasenmodulator 20 in der Phase moduliert wird.

Gemäß der vorliegenden Erfindung wird, wie in dem ISB-Sender nach Figur 3 dargestellt ist, diese Vorverzerrung durch Gegenmodulation des L-R-Signals durch das L+R-Signal gewonnen. Die Gegenmodulation erfolgt nach einer besonderen Modulationsfunktion, die nachfolgend noch beschrieben wird.

Der Sender -sch Figur 3 umfaßt Mischstufen 10 und 12, welche das L-R-Signal bzw. das L+R-Signal aus dem L- und R-Stereosignal erzeugen, welche ihrerseits von jeder beliebigen Stereo-Signalquelle stammen können, wie z.B. von getrennten Mikrofonen 50 und 52. Das L-R-Sigal mag wahlweise über ein Tiefpaß-Filter 54 geleitet werden, um die höheren Tonfrequenzen des Signals bei rund 5 kHz zu begrenzen. Eine solche Begrenzung ist für den L-R-Kanal üblich, wie z.B. die US PS 3.908.090 zeigt. Wenn man ein solches Tiefpaß-Filter in dem L-R-Kanal benutzt, dann ist es bekanntlich sinnvoll, in dem L+R-Kanal eine Verzögerungsentzerrung vorzunehmen. Zwei Phasenschieber 14 und 16 bewirken, daß das L+R-Signal und das L-R-Signal gegeneinander eine Phasenverschiebung von 90 ° besitzen.

Entsprechend dem Ausführungsbeispiel der Erfindung nach Figur wird das L-R-Signal durch das L+R-Signal nach einer besonders ausgewählten Modulationsfunktion gegenmoduliert. Diese Gegenmodulation erfolgt in dem Modulator 56. In dem Ausführungsbeispiel nach Figur 3 werden nach der Gegenmodulation des

909850/0681

:92U53

-χ- it.

Stereosignals das L-R- und das L+R-Signal dazu verwendet, um den Träger in bekannter Weise in der Phase bzw. in der Amplitude zu modulieren.

Die Kombination der Elemente 56, 18, 20 und 21, gekennzeichnet durch den gestrichelt angedeuteten Block 23, stellen nur eine spezielle Ausführung der Mittel dar, mit denen ein in der Phase' moduliertes Trägersignal erzeugt wird, dessen Modulation ein L-R-Signal darstellt, welches durch das L+R-Signal nach einer besonders ausgewählten Modulationsfunktion gegenmoduliert ist. Andere Ausführungsbeispiele liegen für den Fachmann nahe.

Eine vereinfachte Analyse der verwendeten Signale wird zeigen, daß die Sender nach Figur 2 bzw. Figur 3 im wesentlichen dieselbe Vorverzerrung durch ein Signal mit der doppelten Frequenz des L-R-Signals, also mit einem Signal zweiter Ordnung bewirken, wobei aber die Anordnung nach Figur 3 einen geringeren Schaltungsaufwand erfordert und eine geringere Störung durch Kreuzmodulation verursacht. Die folgende vereinfachte Analyse geht davon aus, daß das Signal dem Sender nur über einen der beiden Stereokanäle, z.B. dem L-Kanal, zugeführt wird, und daß das Signal eine konstante Amplitude hat und die Phasengeschwindigkeit t»_a beträgt. Um die Modulationsindizes zu normieren, wird ein Signal mit einer für eine volle Modulation ausreichende Amplitude vorausgesetzt, wenn sowohl L wie auch R mit gleichen Amplituden vorhanden sind. Wenn jedoch nur L oder R vorhanden ist, dann beträgt die Modulation auch nur die Hälfte der maximal möglichen Modulation des Stereosystems, so daß für L oder R

90988Ö/0S81

292U53

- /ι I-

allein das jeweils resultierende Signal Modulationsindizes von m für die Amplituden- bzw. m für die Phasenmodulation 2~ 2

besitzt. _#

Unter Bezug auf den bekannten, vereinfachten Sender nach Figur kann das Ausgangssignal des Phasenmodulators 20 durch

beschrieben werden. Für die Fälle, in denen! klein ist, d.h. bei vereinfachter Analysis wird cos^2» 4«· χ. 1 und Sinus φ J* φ . Daraus folgt

Dieses Signal wird dann in dem Modulator 22 in der Amplitude moduliert. Das Ausgangssignal entspricht dann

Aus sin² o_At ,1.1 cer> 3 fcj. t

A ' t)

und unter Vernachlässigung der Therme von m mit χ y 2 (vereinfachte Analyse) wird'aus GleichungOl

909850/0681

y-

Diese Gleichung ist eine vereinfachte Beschreibung des Ausgangssignals des Senders 22, welche nur diejenigen Glieder enthält, die eine hinreichende Amplitude besitzen. Alle Glieder, welche Modulationsterme höherer Ordnung einschließen, haben niedrige Amplituden und können daher vernachlässigt werden. Bei Betrachtung der Glieder des durch die Gleichung *ί beschriebenen Signals zeigt sich, daß es aus einem Trägersignal-Term, einem Seitenband erster Ordnung und einem Seitenband zweiter Ordnung besteht.

Einen Einseitenbandbetrieb für das Seitenband erster Ordnung erhält man, wenn m = m = m ist, d.h. wenn man die Amplitude des Seitenbandes erster Ordnung sowohl der Amplituden- als auch der Phasenmodulation gleich macht.

Auf diese Art und Weise weist das Ausgangssignal sowohl die Trägerfrequenz als auch das Seitenband erster Ordnung auf.

Jedoch werden durch das Angleichen von m und m die Amplituden-

a ρ

und Phasenmodulations-Seitenbänder zweiter Ordnung nicht kompensieren, so daß zweifache Seitenbänder zweiter Ordnung übrigbleiben. In der Tat ist das PM-Seitenband zweiter Ordnung sogar doppelt so groß wie es notwendig wäre, um ein Einseitenband"mit diesem Seitenband zweiter Ordnung zu erzeugen.

Dieses Seitenband resultiert, wie schon schon erwähnt, aus der multiplikativer. Natur der Amplitudenmodulation.

Die Hinzufügung eines Korrektursignals in dem L-R-Signal in dem bekannten Sender nach Figur 2 soll nun die PM- und AM-Seiten-

9098B0/0681

292U53

bänder zweiter Ordnung kompensieren, um einen Ein-Seitenband-Betrieb für das Seitenband erster Ordnung und zweiter Ordnung möglich zu machen. , ,

Aus der vorliegenden Erfindung ergibt sich, daß die gewünschte Korrektur der Seitenbänder zweiter Ordnung in einem ISB-AM-Stereo-Sender auch dadurch erreicht werden kann, daß man einen in der Phase modulierten Träger erzeugt, dessen Modulation das L-R-Signal darstellt, welches durch das Summensignal nach einer ausgewählten Modulationsfunktion gegenmoduliert ist.

In einer Anordnung nach dem Ausführungsbeispiel nach Figur 3 kann der quadratische Term des vollständigen Ausgangssignals, welcher haupi "chlich für die Phasenmodulation verantwortlich ist, beschrieben werden durch

wobei als Modulationsfunktion

ausgewählt wurde. Wenn man in Gleichung{£) die allgemeine Beziehung i. .. - 1 - y + y² einsetzt und die

Λ+γ
wenig umformt, dann erhält man

Wählt man schließlich die Konstanten in der Phasenmodulation und der Amplitudenmodulation gleich und nimmt als Modulationsfaktor m = 1/2, dann ergibt sich schließlich als Phasenmodülationsterm

292H53

Es sei darauf hingewiesen, daß die Amplitude des PM-Seitenbandes zweiter Ordnung = m^ ist und damit gleich der Amplitude des

16 .

AM-Seitenbandes zweiter Ordnung in Gleichung 5 ist. Die vereinfachte Analyse zeigt somit, daß, wenn man die Gegenmodulationstechnik gemäß Figur 3 benutzt, diese Gegenmodulation das PM-Seitenband in dem vollständigen Signal die multiplikative Wirkung der Amplitudenmodulation teilweise kompensiert.

Das phasenmodulierte Signal vom Begrenzer 21, welches durch die Hinzufügung eines Korrektursignals zum L-R-Signal gemäß dem Blockschaltbild nach Figur 2 vorverzerrt ist, ist im wesentlichen dem vorverzerrten phasenmodulierten Signal gleichwertig, das durch Gegenmodulation gemäß dem Blockschaltbild nach Figur erzeugt wird, wenn man eine Modulationsfunktion benutzt, die der Form

1 + πι χ

genügt, und den Modulationsfaktor m = 1/2 wählt. In dieser Modulationsfunktion stellt χ das L+R-Signal dar. Diese Äquivalenz wird deutlicher, wenn man die Tatsache berücksichtigt,*daß ja das PM-Seitenband durch eine Komponente zweiter Ordnung modifiziert wurde, deren Amplitude 1/8 der Amplitude des PM-Seitenbandes erster Ordnung ist, wenn m = m = m = 1 ist.

Diese Amplitude entspricht der Maximalamplitude des Korrektursignals, welches in dem bekannten Sender nach Figur 2 benutzt wird.

908860/0681

Die Figur 6 zeigt ein Ausführungsbeispiel der Empfängerseite eines vereinfachten ISB-AM-Stereo-Systems, in dem eine Gegenmodulation des (L-R)'-Signals durch das L+R-Signal nach einer zweiten ausgewähltem nicht- linearen Modulationsfunktion dazu benutzt wird, um das Korrektursignal zweiter Ordnung, das durch einen ISB-Stereo-Sender nach Figur 2 erzeugt wurde, von dem L-R-Signal zu trennen. Eine solche Gegenmodulation entzerrt im wesentlichen auch die Vorverzerrung des L-R-Signals, die durch die Gegenmodulation im Sender bewirkt wurde.

Abgesehen vom Gegenmodulator 63 kann der übrige Teil eines ISB-AM-Stereo-Empfängers nach Figur 6, nämlich in den Bausteinen Antenne 60, Eingangs- und Zwischenfrequenzstufe 61, Hüllkurvendetektor 62, Oszillator 64, Phasenschieber 66, Produktdemodulator 65, Phasenschieber 67, Phasenschieber 68, Addierstufe und Subtraktionsstufe 70 identisch sein mit den entsprechenden Baugruppen der Figur 1 der DOS 26 19 440.

Es sei jedoch darauf hingewiesen, daß das Ausführungsbeispiel nach Figur 6 insgesamt nicht so komplex ist, wie der Empfänger nach den Figuren 1, 2 und 3 der vorbekannten DOS 26 19 440, insoweit als in dem Empfänger der vorliegenden Figur 6 ein einzelner Gegenmodulator mit einer ausgewählten, nicht-linearen Modulationsfunktion die Baugruppen Verstärker 40, Schalter 52, Frequenzverdoppler 54, Summenschaltkreis 44 und Amplitudenmodulator 28 der erwähnten Vorveröffentlichung ersetzt. Vorzugsweise hat die nicht-lineare Modulationsfunktion die allgemeine Form '

1 +

9O98B0/0681

Figur 7 zeigt eine Variante eines Teils eines ISB-AM-Stereo-Empfängers nach Figur 6. In der Schaltung nach Figur 7 erfolgt die Gegenmodulation, nachdem das (L-R)'-Signal in dem Produktdemodulator 65 demoliert worden ist. Das Ergebnis ist jedoch dasselbe.

Entsprechend dem Systemcharakter der vorliegenden Erfindung erfolgt eine zweite Gegenmodulation in dem Gegenmodulator 63, wenn das von dem ISB-AM-Stereo-Sender gemäß Figur 3 ausgesandte Signal von einem ISB-AM-Stereo-Empfänger gemäß Figur 6 empfangen wird. Diese zweite Gegenmodulation korrigiert, wie bereits beschrieben, die Vorverzerrung, die absichtlich in der L-R-Phasenmodulation des Trägers herbeigeführt wurde, um ein wirklichkeitsgetreues Einseitenbandsignal zu übertragen. Dieser Gegenmodulation in dem Empfänger kann entweder das Ausgangssignal der Zwischenfrequenzstufe vor der Demodulation im Produktdemodulator unterworfen werden, wie Figur 6 zeigt oder das (L-R)'-Signal direkt nach seiner Demodulation im Produktdemodulator, wie Figur 7 zeigt.

Die Gegenmodulationsfunktion des L-R-Signals in dem Sender und die entsprechende Funktion in dem Empfänger sollten so gewählt sein, daß das ganze System als ein Signalumsetzer für das * L-R-Signal und damit auch für die L- und R-Signale als solche betrachtet werden kann. Insbesondere sollten die zwei Gegenmodulationsfunktionen so ausgewählt sein, daß das gesamte System eine hinreichende Linearität und eine geringe Kreuzmodulation aufweist.

909860/0681

Der bekannte Sender nach Figur 2 sorgt für ein Korrektursignal, welches unabhängig sowohl von L wie auch von R beeinflußt wird, so daß eine gewisse Verzerrung durch Kreuzmodulation entsteht, insbesondere, wenn sowohl L und R in verschiedenen Frequenzbereichen groß sind. Die Eigenschaft des Gesamtsystems, die verantwortlich ist für Verzerrungen in dem I-R-Kanal, ist die multiplikative Natur des PM- und AM-Prozesses in dem Sender. Diese würde zur Folge haben, daß das L-R-Signal multipliziert ist mit (1 + X), wobei X das L+R-Signal darstellt. Daher sollte für den idealen Betrieb das Produkt der beiden Gegenmodulationsfunktionen sowohl %tv% Sender als auch im Empfänger für eine Modulationsfunktion der Form 1

1 + χ

sorgen, um uen multiplikativen Effekt in dem L-R-Kanal aufzuheben .

Wenn z.B. die Gegenmodulationsfunktion im Sender nach Figur 3 und in dem Empfänger nach Figur 6 beide so gewählt sind, daß sie der Form

1 + m χ

mit m = 1/2 entsprechen, dann wird die L-R-Signalcharakteristik über das ganze System annähernd linear und daher auch im wesentlichen frei von Verzerrungen, insbesondere durch Kreuzmodulation, sein.· Genaue Linearität und daher verzerrungsfreier Be-

trieb lassen sich dann erreichen, wenn man im Sender mit einer Gegenmodulationsfunktion der Form

1 + m ' X«

1 + X

und im Empfänger mit einer Gegenmodulationsfunktion der Form

^1+mR · X

mit m = m arbeitet. Mit solch einer Gegenmodulationsfunktion im Sender wird der Gewinn unendlich, wenn X sich (-1) nähert und damit (1+X) zu Null wird. Daher sind in der Praxis einige Begrenzungen für den Gewinn erforderlich, z.B. auf kleiner als lOfach, im Hinblick auf die Nicht-Linearität der Funktion. Das eben erwähnte Modulationsfunktionspaar kann zwischen Sender und Empfänger getauscht werden. Letzteres aber würde durch den hohen Gewinn ein Problem in dem L-R-Kanal des Empfängers schaffen und ein hohes Rauschen bei abnehmender AM zur Folge haben, wenn sich also (1 + X) dem Wert Null nähert.

Gute Linearität, geringer Verzerrung, vor allem durch Kreuzmodulation, erhält man über das ganze System, wenn das Produkt aus der senderseitigen und empfängerseitigen Modulationsfunktion sich dem Ideal

1+X

9G9850/0681

292U53

-yf-lA*

nähert. Es gibt eine Anzahl möglicher Korabinationen, die sich diesem Ideal nähern und sie alle liegen im Bereich der vorliegenden Erfindung, die durchaus eine Anzahl weiterer Änderungen und Abwandlungen zuläßt.

Die Erfindung ist anhand der Übertragung eines Stereosignals beschrieben. Die Erfindung ist jedoch nicht auf die Übertragung eines Stereosignals beschränkt, in welchem der Träger sowohl amplituden- als auch phasenmoduliert ist, sondern sie kann auch verwendet werden, um andere Signalpaare zu modulieren, die unterschiedliche Informationsinhalte haben. Z.B. können die Eingangskanäle an Signalquellen angeschlossen sein, die Informationen in verschiedenen Sprachen übertragen. Dabei können Probleme des Übersprechens und der Trennung entstehen, die im Fall des Stereosignals den Hörer nicht stören und tatsächlich nicht wahrgenommen werden.

Das erfindungsgemäße Konzept kann auch benutzt werden, um z.B. Signalen mit völlig unterschiedlichen Informationsinhalten zu übertragen und die Verwendung der Bezeichnung links und rechts bzw. L und R in der Beschreibung und den Ansprüchen soll keine Beschränkung der Erfindung und Ansprüche zum Ausdruck bringen.

909880/0681

Claims

2921453 Patentanwalts O'pl.-Ing. W. Scherrmann Dr.-Ing. R. Roger

7300 Esslingen (Neckar), Webergasse 3, Postlach

25, Mai 1979

-P Telefon

PA ID eil Stuttgart (0711)356539

Telex 07256610 smru

Telegramme Patentschulz Essllngenneckar

Patentansprüche

Seitenband-AM-Rundfunksystem für Mehrkanal- insbesondere Stereoübertragungen

mit einem Sender, der einen Träger ausstrahlt, welcher in der Phase mit einem vorverzerrten Differenzsignal (L-R)¹ und anschließend in der Amplitude mit einem Sumraensignal (L+R) moduliert ist,

und mit einem Empfänger, in dem parallel durch Amplitudenmodulation des Trägers das Summensignal und durch Phasendemodulation und Entzerrung das Differenzsignal (L-R) wiedergewonnen werden,
dadurch gekennzeichnet, daß

das Differenzsignal (L-R) in einem ersten, senderseitigen Gegenmodulator (56) durch Gegenmodulation mit dem Summensignal (L+R) vorverzerrt wird und in einem zweiten erapfängerseitigen Gegenmodulator (63) durch Gegenmodulation mit dem Summensignal (L+R) entzerrt wird.

Sender für ein Rundfunksystem nach Anspruch 1, gekennzeichnet durch

einen Gegenmodulator (56), dem das Differenzsignal (L-R) durch Gegenmodulation mit dem Sumraensignal (L+R) vorverzerrt wird.

Empfänger für ein Rundfunksystem nach Anspruch 1, gekennzeichnet durch

einen der Zwischenfrequenzstufe (61) nachgeschalteten Gegenmodulator (63), in dem dessen Eingangssignal durch Gegenmodulation mit dem Summensignal (L+R) entzerrt wird.

909850/0681

4. Empfänger nach Anspruch S,
dadurch gekennzeichnet, daß

der Ausgang der Zwischenfrequenzstufe (61) direkt mit dem Eingang des Gegenmodulators (63) verbunden ist.

5. Empfänger nach Anspruch 3,
dadurch gekennzeichnet, daß

der Ausgang der Zwischenfrequenzstufe (61) über einen Produktdemodulator (65) mit dem Gegenmodulator (63) verbunden ist.

6. Gegenmodulator für das Rundfunksystem nach Anspruch 1 bzw. für einen Sender oder einen Empfänger nach einem der vorhergehenden Ansprüche,

dadurch gekennzeichnet, daß

die Gegenmodulation der Form 1

1 + m_t χ genügt.

7. Gegenmodulator für das Rundfunksystem nach Anspruch 1 bzw. einem Sender oder Empfänger nach einem der vorhergehenden Ansprüche,

dadurch gekennzeichnet, daß

die Gegenmodulation der Form 1 + m χ

1 + χ
gewählt ist.

8. Gegenmodulator nach Anspruch 6 oder 7, dadurch gekennzeichnet, daß

gewählt ist.

909850/06*1

9. Verfahren zur Mehrkanal- insbesondere Stereoübertragungen in einem Seitenband-AM-Rundfunksystem mit einem Sender, der einen in der Phase, mit einem vgrverzerrten Differenzsignal (L-R)' und in der Amplitude mit einem Summensignal (L+R) modulierten Träger ausstrahlt und mit einem Empfänger für diesen Träger, in dem parallel durch Amplitudendemodulation des Trägers das Summensignal (L+R) und durch Phasendemodulation und Entzerrung das Differenzsignal (L-R) wiedergewonnen werden,
dadurch gekennzeichnet, daß

das Differenzsignal (L-R) in einem ersten, senderseitigen Gegenmodulator (56) mit dem Summensignal (L+R) nach einer Modulationsfunktion, die der Form

1 + m x

vorverzerrt

genügt^Tind in einem zweiten, empfängerseitigen Gegenmodulator (63) durch Gegenmodulation mit dem Summensignal (L+R) nach einer Modulationsfunktion, die der Form

1 + m χ
genügt, entzerrt wird.

10. Verfahren nach Anspruch 9, dadurch gekennzeichnet, daß die Modulationfunktionen im senderseitigen wie empfängerseitigen Gegenmodulator.der Form

1 + mt-x
1 + χ

genügt.

$09850/0111