DE3005033A1

DE3005033A1 - Stereodemodulatorschaltung

Info

Publication number: DE3005033A1
Application number: DE19803005033
Authority: DE
Inventors: Shigeki Inoue
Original assignee: Hitachi Ltd
Current assignee: Hitachi Ltd
Priority date: 1979-02-13
Filing date: 1980-02-11
Publication date: 1980-08-14
Also published as: JPS5854691B2; US4334125A; JPS55107355A; DE3005033C2

Description

HITACHI, LTD., Tokyo, Japan

Stereodemodulatorschaltung

Die Erfindung betrifft eine Stereodemodulatorschaltung, bei der ein Stereophonie-Signalgemisch (aufbereitetes Signal) demoduliert wird zur Wiedergabe von Signalen für den linken und den rechten Kanal, und betrifft insbesondere eine Stereodemodulator schaltung, die zum Empfang und zum Demodulieren eines FM-Stereosignals ausgebildet ist, wobei dieses Stereosignal zur Frequenzmodulation des Trägersignals mit den Signalen für linken und rechten Kanal in Stereophoniebeziehung erzeugt und übertragen ist, für die Wiedergabe der Signale für den linken und den rechten Kanal.

Bei dem FM-Multiplex-Rundfunksystem, bei dem Signale für den linken und den rechten Kanal auf einem einzigen Trägersignal wie üblich übertragen werden, wird der Hauptträger mit einem Signalgemisch frequenzmoduliert und dann übertragen, wobei das Signalgemisch aufweist ein Hauptsignal, das ein Summensignal L+R des Signals L für den linken Kanal und des Signals R für den rechten Kanal wiedergibt, ein von dem Träger stammendes

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Hilfssignal, das eine AM-Modulation des 38-kHz-Hilfsträgers mit einem Differenzsignal L-R verhindert, und das Pilot- oder Steuersignal mit I9 kHz, das die halbe Frequenz der 38 kHz des Hilfsträgers besitzt.

Derzeit besteht die allgemeine Neigung, den Demodulator für das Signalgemisch mit einem Phasenregelkreis (phasenstarre Schleife, PLL) zu vereinigen, wodurch eine stabile Frequenz für den Hilfsträger erreichbar ist und vielfältige Anwendungen möglich sind.

Ein solcher Phasenregelkreis enthält einen spannungsgesteuerten Oszillator, dessen Schwingungsfrequenz durch eine externe Steuerspannung gesteuert ist, einen ersten Frequenzteiler, der mit dem Ausgangsanschluß des spannungsgesteuerten Oszillators verbunden ist zum Frequenzteilen des Oszillator-Ausgangssignals, einen zweiten Frequenzteiler, der mit dem Ausgangsanschluß des ersten Frequenzteilers verbunden ist zum weiteren Frequenzteilen des Ausgangssignals des ersten Frequenzteilers, einen Phasenvergleicher mit einem Paar von Eingangsanschlüssen und einem Ausgangsanschluß, wobei einer der beiden Eingangsanschlüsse mit dem Steuersignal in einem Stereophonie-Signalgemisch versorgt ist und der andere Eingangsanschluß mit dem Ausgangssignal des zweiten Frequenzteilers versorgt ist und die Phase des Steuersignals mit der Phase des Ausgangssignals des zweiten Frequenzteilers vergleicht zur Erzeugung eines Ausgangssignals am Ausgangsanschluß, dessen Amplitude einer Phasendifferenz zwischen den beiden Eingangssignalen entspricht, ein Tiefpaßfilter, das mit dem Ausgangsanschluß des Phasenvergleichers verbunden ist zum Beseitigen von hochfrequenten Komponenten in dem Ausgangssignal des Phasenvergleichers_/ und einen Gleichspannungsverstärker, der das Ausgangssignal des Tiefpaßfilters verstärkt und seine Ausgangsspannung als externe Steuerspannung dem spannungsgesteuerten Oszillator zuführt. Auf diese Weise wird der spannungsgesteuerte Oszillator durch die Ausgangsspannung des Phasenvergleichers gesteuert. Insbesondere werden die Schwingungsfrequenz und die Phase des spannungsgesteuerten Oszillators so gesteuert, daß

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die Phase des Ausgangssignals des zweiten Frequenzteilers und die Phase des Steuersignals in Phase sind, um sicherzustellen, daß die Schwingungsfrequenz des spannungsgesteuerten Oszillators mit dem Steuersignal phasenverriegelt ist. Wenn die freilaufende bzw. freischwingende Frequenz des spannungsgesteuerten Oszillators zu 76 kHz gewählt ist und das Frequenzteilungsverhältnis des ersten und des zweiten Frequenzteilers zu 2 gewählt sind, ist das Ausgangssignal des ersten Frequenzteilers auf 38 kHz und ist das Ausgangssignal des zweiten Frequenzteilers auf I9 kHz. Jeder der beiden Eingangsanschlüsse des Phasenvergleichers ist dann mit einem Signal mit im wesentlichen gleicher Frequenz und Phase der beiden zu vergleichenden Eingangssignale versorgt. Da das 38~kHz-Ausgangssignal des ersten Frequenzteilers identisch der Frequenz des Hilfsträgers in dem Stereophonie-Signalgemisch ist, wird das Ausgangssignal des ersten Frequenzteilers einem Decodierer zugeführt und als Schaltsignal des Decodierers verwendet zum Abtrennen und Wiedergeben der Signale für den linken und den rechten Kanal.

Wenn das Eingangssignal zur Stereodemodulatorschaltung ein reines Signalgemisch enthält, treten keine Schwierigkeiten bei dem Demodulator mit Phasenregelkreis-Bauart auf. Tatsächlich ist jedoch die Frequenz einer gewünschten zu empfangenden Station häufig nahe einer Signalfrequenz einer anderen Station oder erzeugt die Zwischenmodulation dieser Signalfrequenzen häufig ein unerwünschtes Spektrum nahe der Frequenz der gewünschten Station.

Es seien zwei Signale der Amplituden D und U und der Frequenzen f. und f„ (Winkelfrequenzen CO₁ und CJ „) angenommen. Wenn ein FM-Empfanger diese Signale empfängt, werden diese vektoriell addiert und der resultierende Vektor unterliegt einer Phasenmodulation in Bezug auf eine Phasendifferenz Cß zwischen ihnen, d.h., ψ - (^₁ -<Jp)t. Wenn der FM-Empfänger auf eine Frequenz f₁ für deren Empfang abgestimmt ist, tritt am Ausgangsanschluß des FM-Detektors ein Ausgangssignal als Ergebnis der Demodu-

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_; - 6 - 30Q5Q33

lation der einen Frequenz f^ auf und ein Ausgangssignal, das proportional der Winkelfrequenzdifferenz ÄJ . ~Op zwischen den beiden Eingangssignalen ist.

Es sei nun angenommen, daß zwei Stationen ein Frequenzabstand von 200 kHz zugeordnet ist, wobei die maximale Frequenzabweichung 75 kHz sein soll. Dann reicht der Frequenzabstand von 50 kHz bis 350 kHz und tritt am EingangsanSchluß des Stereodemodulators, der mit dem Ausgang des FM-Detektors verbunden ist, ein Signalgemisch auf, das ein Summensignal von 5OkHz bis 15 kHz, das Steuersignal mit 1°· kHz und ein Differenzsignal von 23 kHz bis 53 kHz und ein zusätzliches unerwünschtes Signal auf_>reist, das in einem Band von 50 kHz bis 350 kHz vorherrscht. Das unerwünschte Signal interferiert mit Harmonischen des Hilfsträgers zur Erzeugung einer Schwebung bzw. Überlagerung mit einer Audio- bzw. Tonfrequenz, was zu einer Empfangsschwebung bzw. Störung führt.

Insbesondere, wenn das 38-kHz-Schaltsignal, das dem Decodierer der Stereodemodulatorschaltung zugeführt wird, die Form eines Rechtecksignals besitzt, enthält dieses Schaltsignal viele Komponenten von Harmonischen zusätzlich zur 38-kHz-Grundwellenkomponente. Komponenten ungeradzahliger Harmonischer interferieren mit dem unerwünschten Signal zur Erzeugung der Schwebung, die unbehagliche Geräusche verursacht. Insbesondere ist die dritte Harmonische ernsthaft (störend). Üblicherweise ist ein Schwebungsabtrennfilter oder ein Tiefpaßfilter, das als Antischwebungsfilter (anti-burdy filter) bezeichnet wird, in die Signalgemisch -Leitung eingesetzt zur Verringerung des Pegels des unerwünschten Spektrums und zur Verringerung der Schwebung. Diese herkömmliche Vorgehensweise ist unbefriedigend, da die Frequenzeigenschaften des Schwebungsabtrennfilters oder des Antischwebungsfilters die Abtrennung der Signale für den linken und den rechten Kanal und die Frequenzeigenschaften des demodulierten Ausgangssignals nachteilig beeinflußen.

Diese nachteilige Erscheinung tritt auf, wenn Frequenzen zweier

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Stationen nahe beieinander sind, die Frequenz einer gewünschten Station mit der Frequenz einer anderen Station so zwischenmoduliert wird, daß eine scheinbare Frequenz der gewünschten Station in die Nähe der Frequenz einer anderen Station fällt und der Empfänger intern mit einem Oszillator versehen ist.

Es ist Aufgabe der Erfindung, eine FM-Stereodemodulatorschaltung anzugeben, durch die das Schwebungsausgangssignal verringerbar ist ohne Beeinflussung der Frequenzeigenschaften des demodulierten Ausgangssignals.

Gemäß der Erfindung ist die Schwingungsfrequenz eines spannungsgesteuerten Oszillators so eingestellt, daß sie das N-fache (N ganzzahlig und mindestens drei) der Frequenz des Hilfsträger s ist, wird ein Schaltsignal zusätzlich zu dem Hilfsträger erzeugt, wobei das Schaltsignal die Grundwelle, die einer Harmonischen des Hilfsträgers entspricht, besitzt und wird ein Ausgangssignal erzeugt, als Ergebnis des Schaltens eines Signalgemisches mit dem Hilfsträger und wird ein Ausgangssignal als Ergebnis des Schaltens des Signalgemisches mit dem Schaltsignal erzeugt und werden diese zueinander addiert oder voneinander subtrahiert, um so ein Schwebungsausgangssignal zu verringern.

Die Erfindung wird anhand der in der Zeichnung dargestellten Ausführungsbeispiele näher erläutert. Es zeigen

Fig. 1 ein Blockschaltbild eines Ausführungsbeispiels einer Stereodemodulatorschaltung gemäß der Erfindung,

Fig. 2 ein Schaltbild zur Erläuterung von Einzelheiten einer Umschalt-Schaltung und eines Addierers bei der Stereodemodulator schaltung gemäß der Erfindung,

Fig. 3 ein Blockschaltbild eines anderen Ausführungsbeispiels einer Stereodemodulatorschaltung gemäß der Erfindung.

Fig. 1 zeigt ein bevorzugtes Ausführungsbeispiel einer Stereodemodulatorschaltung gemäß derErfindung. Ein Eingangsanschluß

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eines Verstärkers 1 ist mit dem Erfassungsausgargssignal eines FM-Empfängers versorgt, d.h., einem Signalgemisch. Das Signalgemisch wird dann in dem Verstärker 1 verstärkt. Ein Ausgangsanschluß des Verstärkers 1 ist mit einem von beiden Eingangsanschlüssen eines Phasenvergleiehers 4 über einen Kondensator 3 verbunden. Der andere Eingangsansehluß des Phasenvergleichers 4 ist mit einem Ausgangsanschluß eines dritten Frequenzteilers

9 verbunden. Ein Ausgangsanschluß des Phasenvergleichers 4 ist mit einem Eingangsanschluß eines Tiefpaßfilters 5 verbunden, dessen Ausgangsanschluß mit dem Eingangsanschluß eines Gleichspannungsverstärkers 6 verbunden ist. Ein spannungsgesteuerter Oszillator 7 besitzt einen Eingangsanschluß, der mit dem Ausgangsanschluß des Gleichspannungsverstärkers 6 verbunden ist, und einen Ausgangsanschluß, der mit einem Eingangsanschluß eines ersten Frequenzteilers 8 verbunden, ist. Eine Gruppe von Ausgangsanschlüssen des ersten Frequenzteilers 8 ist mit einer Gruppe von Eingangsanschlüssen eines zweiten Frequenzteilers

10 verbunden sowie auch mit einer Gruppe von Eingangsanschlüssen eines zweiten Decodierers 12. Eine Gruppe von Ausgangsanschlüssen des zweiten Frequenzteilers 10 ist mit einer Gruppe von Eingangsanschlüssen des dritten Frequenzteilers 9 und auch mit einer Gruppe von Eingangsanschlüssen eines ersten Decodierers 2 verbunden. Der andere Eingangsanschluß von erstem bzw. zweitem Decodierer 2 und 12 ist mit dem Ausgangsanschluß des Verstärkers 1 verbunden. Der erste Decodierer 2 besitzt eine Gruppe von Ausgangsanschlüssen, die mit einer Gruppe von Eingangsanschlüssen eines Addierers 13 verbunden sind_/ und der zweite Decodierer 12 besitzt eine Gruppe von Ausgangsanschlüssen, die mit der anderen Gruppe von Eingangsanschlüssen des Addierers 13 verbunden sind.

Bei diesem Schaltungsaufbau schwingt der spannungsgesteuerte Oszillator 7 mit einer Frequenz, die das N-fache (N ist ganzzahlig und nicht kleiner als Drei) der Frequenz des Hilfsträgers im Signalgemisch ist und in einem bestimmten Fall, wie er hier beispielhaft erläutert wird, mit 228 kHz, was das sechsfache der Hilfsträgerfrequenz ist. Das Ausgangssignal

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des Oszillators 7 wird dem ersten Frequenzteiler 8 zugeführt. Der erste Frequenzteiler 8 besitzt ein Frequenzteilungsverhältnis von 2 und teilt die Ausgangssignalfrequenz des spannungsgesteuerten Oszillators 7 durch 2 , um an seinem Ausgangsanschluß ein Signal mit 114 kHz zu erzeugen, das dem
zweiten Frequenzteiler 10 zugeführt wird. Dieser zweite Frequenzteiler 10 besitzt ein Frequenzteilungsverhältnis von
Drei und teilt die Ausgangssignalfrequenz des ersten Frequenzteilers 8 durch 3 zur Erzeugung eines Signals mit 38 kHz. Das Ausgangssignal des zweiten Frequenzteilers 10 wird dem
dritten Frequenzteiler 9 zugeführt, in dem es weiter geteilt wird. Da der dritte Frequenzteiler ein Frequenzteilungsverhältnis von 2 besitzt, wird die Frequenz des Ausgangssignals des zweiten Frequenzteilers 10 durch 2 im dritten Frequenzteiler geteilt und wird ein Ausgangssignal davon mit einer Frequenz von 19 kHz erhalten. Dieses Ausgangssignal wird dem anderen
Eingangsaiischluß des Phasenvergleichers k zugeführt. Der Phasenvergleicher k, der an einem Eingangsanschluß das im Verstärker 1 verstärkte und über den Kondensator 3 zugeführte Signalgemisch empfängt, vergleicht die Phase des 19-kHz-Steuersignals (Pilotsignals), das in dem Signalgemisch enthalten ist, mit
der Phase des von dem dritten Frequenzteiler 9 zugeführten
Signals zur Erzeugung einer Fehlerspannung einer Amplitude,
die der Phasendifferenz zwischen den beiden Eingangssignalen entspricht. Die Fehlerspannung wird dem Tiefpaßfilter 5 zugeführt, in dem in der Fehlerspannung enthaltene Hochfrequenzkomponenten beseitigt werden, wobei dem Gleichspannungsverstärker 6 lediglich eine Gleichspannungskomponente zugeführt wird. Die in dem Gleichspannungsverstärker 6 so verstärkte
Fehlerspannung wird dem spannungsgesteuerten Oszillator 7 zugeführt, der seine Schwingungsfrequenz und Phase so steuert, daß die Fehlerspannung am Phasenvergleicher k verringert wird. Auf diese Weise kann die Schwingung des spannungsgesteuerten Oszillators 7 mit dem in dem Signalgemisch enthaltenen Steuersignal phasenverriegelt werden und kann das mit dem Steuersignal phasenverriegelte 38-kHz-Hilfsträgersignal von dem zweiten Frequenzteiler 10 wiedergegeben bzw. wiedererzeugt werden.

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Der erste Decodierer 2 ist mit dem in dem Verstärker 1 verstärkten Signalgemisch und dem Hilfsträgersignal von dem zweiten Frequenzteiler 10 versorgt. Das Signalgemisch wird dann mit dem Hilfsträgersignal geschaltet, um eine Trennung zwischen den Signalen von linkem und rechtem Kanal zu erreichen. Das Ausgangssignal des zweiten Frequenzteilers 10 nimmt die Form einer Rechteckwelle mit einem Tastverhältnis von 50 % an und ergibt sich durch die folgenden Komponenten F₁ (t) und F₂ (t):

F,(t) = -J- + Jcos wt- |-cos3ot+ f-cos 5«t ⁽¹⁾

1 <s « 5T Pir

12 2 2
F (t) = — - —cosot +· -~cos3«t- ——cos 5dt (.2),

mit U = 2 TT- 38 kHz.

Die Komponenten F.(t) und F (t) des Ausgangssignals vom zweiten Frequenzteiler 10 gemäß den Gleichungen (1) und (2) werden dem ersten Decodierer 2 zugeführt und dort mit dem Gemischsignal multipliziert. Die Komponente F. (t) der Gleichung (1) wird durch das Gemischsignal multipliziert, um davon eine Audio- bzw. Tonkomponente als ein Ausgangssignal e_T des ersten Decodierers 2 abzuleiten gemäß:

= f(L+R)+(L-R)cosftlt+p cos ^tJ

12 2 2

(■5· +=. cosut - -τ—: cos 3«t + —— cos 5 cot )

^Δ κ JlT 5ΤΓ

L+R L-R

4T

mit ρ - Amplitude des Steuersignals.

In ähnlicher Weise wird die Komponente F (t) gemäß der Gleichung (2) mit dem Gemischsignal multipliziert zur Ableitung einer Audio- oder Tonkomponente als anderes Ausgangs signal e„ gemäß :

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L+R
^eEo * 2

Ein Ausgangssignal e_T als Ergebnis der Subtraktion eines

Jj

Signals 0< e_D , das das Produkt des anderen Ausgangssignals
±*° ist,

e„ und eines Koeffizienten αζ von dem einen Ausgangssignal
Ko

e_T ergibt sich zu:

^eL ^{= e}Lo "* ^eRo

. . 7 _ C₁I l . ,1
⁺ r^; 2 Tr ^J ι ■

Mit or = ( "Π" -2)/(TT+2) ergibt sich:

h^>- f-rf ^-^j¹- ⁽⁶⁾·

Auf diese Weise kann das Signal für den linken Kanal von dem
Signalgemisch abgetrennt werden.

Ähnliches trifft zu für das Subtrahieren eines Signals <K · _e
von dem anderen Ausgangssignal e_R zum Abtrennen des Signals
für den rechten Kanal von dem Signalgemisch.

Der erste Decodierer 2 stellt auf diese Weise die Demodulation des Signalgemisches und die Abtrennung der Signale für linken
und rechten Kanal sicher. Wenn jedoch ein unerwünschtes Signal zusätzlich in dem Signalgemisch in dem Eingangssignal zum Verstärker 1 enthalten ist, interferiert das unerwünschte Signal mit dem Ausgangssignal des zweiten Frequenzteilers 10 zur
Erzeugung einer Schwebung, die in dem Ausgangssignal des ersten Decodierers 2 vorherrscht. Falls die Schwebung eine Audio- bzw. Tonfrequenz besitzt, wird dieses tonfrequente Signal unerfreulicherweise von einem Lautsprecher wiedergegeben. Die Komponenten F. (t) und F (t) des Ausgangssignals vom zweiten Frequenzteiler 10 enthalten, wie sich aus den Gleichungen (1) und (2) ergibt, die Grundwellenkomponente mit 38 kHz und die dritte Harmonische und die fünfte Harmonische der Grundwellenkomponente.

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3001033

Folglich ergibt sich, wenn das unerwünschte Signal mit der dritten oder fünften Harmonischen im ersten Decodierer 2 multipliziert wird, ein Schwebungssignal mit Tonfrequenz. Wenn beispielsweise ein unerwünschtes Signal um die dritte Harmonische des Hilfsträgersignals zusätzlich zum Signalgemisch im Eingangssignal zum Verstärker 1 enthalten ist, ergibt sich das Signal, das dem ersten Decodierer 2 zuzuführen i st, zu:

(L+R) +(L-R)coscot +p cos 75— + Xcos (3ftjt + ijpt) ...(7),

wobei X die Amplitude des unerwünschten Signals ist und wobei top eine Differenzwinkelfrequenz zwischen der Frequenz des unerwünschten Signals und einer Frequenz ist, die das Dreifache der Hilfsträgerfrequenz ist.

Daher ergibt sich, wenn das Signal gemäß Gleichung (7) mit der Komponente F.(t) gemäß Gleichung (1) multipliziert wird, das Ausgangssignal e_T des Decodierers 2 zu:

JjO

= HL+R) + (L-R) cos (ot +pcos ^ t+Xcos (3«t + opt)V

12 2

(■X + ■=. cos CJt - —— cos 3cjt . . . .)

L+R L-R X_-2 TT ⁺ 3ΤΓ

In der Gleichung (8) steht (X/3if )cos ttt für das unerwünschte Signal, das im Ausgangssignal des Decodierers 2 enthalten ist.

Die Stereodemodulatorschaltung gemäß Fig. 1 enthält den zweiten Decodierer 12, wobei das Ausgangssignal des ersten Decodierers 2 einer Gruppe von Eingangsanschlüssen des Addierers I3 zugeführt wird und wobei das Ausgangssignal des zweiten Decodierers 12 der anderen Gruppe von Eingangsanschlüssen zugeführt wird. Der zweite Decodierer 12 besitzt wie der erste Decodierer 2 eine Gruppe von Eingangsanschlüssen, die mit dem Ausgangssignal des ersten Frequenzteilers 8 versorgt ist und einen weiteren Eingangsanschluß, der mit dem Ausgangssignal des Verstärkers 1 versorgt ist, und multipliziert, wie der erste Decodierer 2,

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- I₃ - 3Q05033

das Signalgemisch mit dem Ausgangssignal des ersten Frequenzteilers 8. Wenn das dem anderen Eingangsanschluß des zweiten Decodierers 12 zuzuführende Signal zusätzlich zum Signalgemisch das unerwünschte Signal wie gemäß Gleichung (7) enthält, ergibt sich das Ausganssignal e_T ' zu :

e_T '
Lo

= I (L+R) +(L-R) cos« t + ρ cos ^-t+Xcos(3<yt+Opt)j *

12 2
(—+— cos 3 Ot - —— cos 9«t + )

Δ TT JTT

L+R X
= —7Γ- + — cos opt (9).

Δ TT

Das Ausgangssignal des ersten Decodierers 2 wird der einen Gruppe von Eingangsanschlüssen des Addierers 13 zugeführt und das Ausgangssignal des zweiten Decodierers 12 wird der anderen Gruppe der Eingangsanschlüsse zugeführt, wobei die beiden Eingangssignale miteinander addiert oder voneinander subtrahiert werden. Wenn ein Eingangssignal e_L des ersten Decodierers 2 und ein Ausgangssignal e_T ' des zweiten Deco-

JjO

dierers 12 mit einem Verhältnis von 1: 6< addiert werden, ergibt sich ein Ausgangssignal L des Addierers I3 zu:

L = e + bi e_r '
Lo Lo

(1+O<)(L+R) L-R ,1 «κ ν „ , ,._..

= ^-h^ + -Z=- + (-Z — ) X cosypt (10).

^ τ 3ir ir

Mit (^ - 1/3 wird der Koeffizient von X cos ij pt zu Null und vereinfacht sich die Gleichung (10) zu:

^{L = e}Lo ⁺ I ⁸Lo'

Das andere Ausgangssignal des ersten Decodierers 2 und das andere Ausgangssignal des zweiten Decodierers 12 werden im Addierer I3 in ähnlicher Weise addiert zur Erzeugung des anderen

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3OOSO33

Ausgangssignals R von dem Addierer 13, das sich ergibt zu: 1

1
^R = ^eRo ⁺ 3 ^eRo'

(Hi)(L₊H) 2

(12)

Aus der vorstehenden Erläuterung ergibt sich, daß es möglich ist, das Schwebungssignal zu beseitigen, das von dem unerwünschten Signal und dem Hilfsträgersignal herrührt, durch Addieren der Ausgangssignale des ersten und des zweiten Decodierers 2 und 12 im Addierer 13- Die Subtraktion zwischen den beiden EingangsSignalen des Addierers 13 mit einem geeigneten Verhältnis wie gemäß den Gleichungen (5) und (6) stellt die Abtrennung der Signale für linken und rechten Kanal sicher.

Fig. 2 zeigt Einzelheiten der Schaltungsanordnung von erstem und zweitem Decodierer 2 und 12 und vom Addierer 13 gemäß Fig. 1. Ein Paar von Transistoren 21,22 bildet einen Differenzverstärker. Der Emitter des Transistors 21 ist mit einem Ende eines Widerstands 23 verbunden und der Emitter des Transistors 22 ist mit einem Ende eines Widerstands 2% verbunden. Das andere Ende des Widerstands 23 ist mit dem anderen Ende des Widerstands 2k verbunden, wobei der Verbindungspunkt mit Masse über einen Widerstand 25 verbunden ist. Ein anderes Paar von Transistoren 26,27 bildet einen zweiten Differenzverstärker, wobei der Emitter des Transistors 26 mit einem Ende eines Widerstands 28 und der Emitter des Transistors mit einem Ende eines Widerstands 29 verbunden sind. Die anderen Enden der Widerstände 28 und 29 sind miteinander verbunden, wobei der Verbindungspunkt über einen einstellbaren Widerstand 30 mit Masse verbunden ist. Weiter ist eine Signalgemisch-Quelle 31 vorgesehen, die dem Ausgang des Verstärkers 1 gemäß Fig. 1 äquivalent ist. Die Signalquelle Jt besitzt einen Anschluß, der mit den Basen der Transistoren 21 und verbunden ist und einen anderen Anschluß, der mit den Basen der Transistoren 22 und 26 verbunden ist. Vier Transistoren

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300S033

32,33»34₅35 bilden eine erste Umschalt-Schaltung, wobei die Emitter der Schalttransistoren 32 und 33 miteinander zur Verbindung mit dem Kollektor des Transistors 21 verbunden sind. Die Emitter der Transistoren 3k und 35 sind ebenfalls miteinander verbunden zum Anschluß an den Kollektor des Transistor 3 22. Ein Paar von Eingangsanschlüssen ist zum Empfang des 38-kHz-Hilfstragersignals vorgesehen, wobei diese Eingangsanschlüsse mit der Gruppe der Ausgangsanschlüsse des zweiten Frequenzteilers 10 gemäß Fig. 1 verbunden sind. V&hrend der eine Anschluß 3° der beiden Eingangsanschlüsse mit den Basen der Transistoren 32 und 35 verbunden ist, ist deren anderer Anschluß 37 mit den Basen der Transistoren 33 und Jk verbunden. Vier Transistoren 38,39₅4O und 4l bilden eine zweite Umschalt-Schaltung, wobei die Emitter der Schalttransistoren 38 und 39 miteinander und mit dem Kollektor des Transistors 26 verbunden sind. Die Schalttransistoren 4O,4l sind emitterseitig gemeinsam mit dem Kollektor des Transistors 27 verbunden. Ein zweites Paar von Eingangsanschlüssen 42 und 43 zum Empfang des ll4-kHz-Umschaltsignals ist mit der Gruppe von Ausgangsanschlüssen des ersten Frequenzteilers 8 gemäß Fig. 1 verbunden. Auf diese Weise bilden, während die Transistoren 21 und 22 für den ersten Differenzverstärker zusammen mit den Schalttransistoren 32 j 33 j3^ und 35 für die erste Umschalt-Schaltung den ersten Decodierer 2 bilden, die Transistoren 26 und 27 für den zweiten Differenzverstärker zusammen mit den Schalttransistoren 385395kO und kl für die zweite Umschalt-Schaltung den zweiten Decodierer 12. Die Transistoren 32 und 3k sind kollektorseitig gemeinsam mit einem Anschluß 46 einer Versorgung +B über einen ersten Lastwiderstand 44 und mit einem ersten Ausgangsanschluß l4 verbunden. Die Kollektoren der Transistoren 33 und 35 sind gemeinsam mit dem Versorgungsanschluß 46 über einen zweiten Lastwiderstand 45 und mit einem zweiten Ausgangsanschluß 15 verbunden. Die Kollektoren der Transistoren 38 und 40 sind gemeinsam mit dem ersten Ausgangsanschluß l4 und die Kollektoren der Transistoren 39 und 4l sind gemeinsam mit dem zweiten Ausgangsanschluß 15 verbunden. Dem ersten Lastwiderstand 44 werden Ausgangssignale der beiden

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Transistoren 32 und ^k und der anderen beiden Transistoren 38 und 40 zugeführt, die in dem Lastwiderstand 44 addiert werden. Die beiden Lastwiderstände 44 und 45 werden an den Decodierern 2 bzw. 12 belastet und bilden gleichzeitig den Addierer I3 zum Addieren der Ausgangssignale der beiden Decodierer 2 und 12.

Bei der Schaltungsanordnung gemäß Fig. 2 wird das von der Signalquelle 3I zugeführte Signalgemisch den Basen der Transistoren 21 und 22 zugeführt, die den ersten Differenzverstärker bilden, und dadurch verstärkt. Während das Ausgangssignal des Transistors 21 an dessen Kollektor den Emittern der paarweise angeordneten Schalttransistoren 32,33 zugeführt wird, wird das Ausgangssignal des Transistors 22 an dessen Kollektor den Emittern der paarweise angeordneten Schalttransistoren 34 und 35 zugeführt. Die paarweise angeordneten Transistoren 32 und 33 werden wiederholt und abwechselnd ein- und ausgeschaltet (durchgeschaltet bzw. gesperrt), abhängig von dem den Eingangsanschlüssen 36 und 37 zugeführten Hilfsträgersignal. In ähnlicher Weise wiederholen die anderen paarweise angeordneten Transistoren 34 und 35 abwechselnd den Leit- und den Sperrzustand durch den Empfang des Hilfsträgersignals. Das Ausgangssignal des Transistors 21 wird dann durch das Hilfsträgersignal in den paarweise angeordneten Transistoren 32 und 33 multipliziert und das Ausgangssignal des Transistors 22 unterliegt einer Multiplikation an den paarweisen Transistoren 34 und 35· D^as Signalgemisch von der Signalquelle 31 wird auch den Basen der Transistoren 26 und 27 zugeführt, die den zweiten Differenzverstärker bilden und durch diesen verstärkt. Während das Ausgangssignal des Transistors 26 an dessen Kollektor den Emittern der paarweise angeordneten Schalttransistoren 38 und 39 zugeführt wird, wird das Ausgangssignal des Transistors 27 an dessen Kollektor den Emittern der anderen paarweise angeordneten Schalttransistoren 40 und zugeführt. Die paarweise angeordneten Transistoren 38 und wiederholen ihren abwechselnden Leit- und Sperrzustand, abhängig von dem ll4-kHz-Schaltsignal, das den Eingangsanschlüssen

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42 und 43 zugeführt ist. In ähnlicher Weise wiederholen die anderen paarweise angeordneten Schalttransistoren 4O,4l ihren abwechselnden Leit- und Sperrzustand durch den Empfang des gleichen Schaltsignals. Das Ausgangssignal des Transistors 26 wird dann durch das Schaltsignal an den Transistoren 38 und 39 multipliziert, und das Ausgangssignal des Transistors 27 wird mit dem Schaltsignal an den Transistoren 40 und 4l multipliziert.

Für den Fall, daß die Signalquelle 3I zusätzlich zu dem Signalgemisch ein unerwünschtes Signal enthält, wie beispielsweise einer Frequenz, die das Dreifache der Frequenz des Hilfsträgersignals ist, enthalten Signale, die den Basen der Transistoren 21 und 22 für den ersten Differenzverstärker und der Transistoren 26 und 27 für den zweiten Differenzverstärker zugeführt sind, wie in Gleichung (7) dargestellt, das Signal der dreifachen Frequenz im Vergleich zum Hilfsträgersignal und das Signal der dazu benachbarten Frequenz. Folglich enthalten, wenn die Ausgangssignale der Transistoren 21 und 22 durch das Hilfsträgersignal multipliziert werden, die Ausgangssignale der Transistoren 32 und 3^ beispielsweise, wie in Gleichung (8) dargestellt, das Schwebungssignal, das von der dritten Harmonischen des Hilfsträgersignals und dem unerwünschten Signal herrührt. Andererseits wird, da die Signale, die den Basen der Transistoren 26 und 27 zugeführt werden, wie in Gleichung (7) dargestellt, das unerwünschte Signal enthalten, dieses unerwünschte Signal durch die Schaltsxgnalfrequenz, die das Dreifache der Hilfstragersxgnalfrequenz ist, bei den vier Transistoren 38,39₅4O und kl multipliziert, so daß die Ausgangssignale beispielsweise der Transistoren 38 und 4O das unerwünschte Signal enthalten, das (Χ/τ) cos fcjpt gemäß Gleichung (9) ist. Die Kollektoren der jeweiligen Transistoren 32 und 3^ für den ersten Decodierer 2 sind mit dem gleichen Lastwiderstand 44 wie die Kollektoren der jeweiligen Transistoren 38 und 4O für den zweiten Decodierer 12 verbunden. Folglich werden die Ausgangssignale der Transistoren 32,34,38 und 40 am Widerstand 44 addiert, um am Ausgangsanschluß l4 das Aus-

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gangssignal gemäß Gleichung (10) zu erzeugen. Die paarweise angeordneten Transistoren 26 und 27 für den zweiten Differenzverstärker sind emitterseitig gemeinsam mit dem veränderbaren Widerstand 30 verbunden und über diesen an Masse gelegt. Folglich kann der Verstärkungsfaktor der Transistoren 26 und 27 durch Ändern des Widerstandswertes des veränderbaren Widerstandes 30 verändert werden, um die Amplituden der Ausgangssignale der vier Schalttransistoren 38,39₅40 und 4l zu ändern. Wenn der Verstärkungsfaktor der Transistoren 26 und 27 so eingestellt ist, daß das Ausgangssignal der Transistoren 38 und kO eine Amplitude besitzt, die ein Drittel einer Ausgangssignalamplitude der Transistoren 32 und ^k ist, entspricht das Ausgangssignal an dem Ausgangsanschluß lA dem Tonsignal des linken Kanals, wie gemäß Gleichung (11), das von dem Schwebungssignal befreit ist.

In ähnlicher Weise werden die Ausgangssignale der Transistoren 33 und 35 für den ersten Decodierer 2 und die Ausgangssignale der Transistoren 39 und 4l für den zweiten Decodierer 12 dem gemeinsamen Lastwiderstand 45 zugeführt und durch diesen addiert unter Beseitigung des Schwebungssignals.

Wie erläutert, kann selbst dann, wenn das unerwünschte Signal einer Frequenz, die den ungeradzahligen Harmonischen des Hilfsträgersignals entspricht, in dem dem Decodierer zugeführten Signal enthalten ist, das Schwebungssignal aufgrund dieses unerwünschten Signals beseitigt werden, ohne Zuhilfenahme irgendeines Filters, wodurch die Frequenzeigenschaften des Ausgangssignals von dem Demodulator verbessert werden.

Fig. 3 zeigt ein anderes Ausführungsbeispiel der Stereodemodulatorschaltung gemäß der Erfindung. Wie sich aus der vorstehenden Erläuterung des ersten Ausführungsbeispiels ergibt, werden das 38-kHz-Hilfsträgersignal, das dem ersten Decodierer 2 zugeführt wird und das (Um^Sehaltsignal, das dem zweiten Decodierer 12 zugeführt ist, mit dem vom Verstärker 1 dem ersten und zweiten Decodierer 2 un„d 12 zugeführten Signalgemisch multi-

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pliziert. Deshalb ist es wie bei dem ersten Ausführungsbeispiel notwendig, das Tastverhältnis der Rechteckwelle, das 50 % beträgt, zu wählen, um eine vollständige Abtrennung der Signale für linken und rechten Kanal zu erreichen und um jegliches Neben- bzw. Übersprechen zu vermeiden. Bei der Schaltung gemäß Fig. 1 wird das Ausgangssignal des spannungsgesteuerten Oszillators 7 zunächst im ersten Frequenzteiler 8 frequenzgeteilt mit einem Frequenzteilungsverhältnis von 2 und wird dann das Ausgangssignal des Frequenzteilers 8 weiter in den zweiten Frequenzteiler 10 mit einem Frequenzteilungsverhältnis von 3 geteilt, um so die HilfsträgerSignalkomponenten F,(t) und F_o(t) zu erzeugen. Der Frequenzteiler mit dem Frequenzteilungsverhältnis von 3? der zur Erzeugung der Rechteckwelle mit Tastverhältnis 50 % ausgebildet ist, wird jedoch kompliziert und anspruchsvoll. Bei einer Stereodemodu-1atorschaltung gemäß Fig. 3 besitzt ein erster Frequenzteiler 8, der mit dem Ausgangsanschluß eines spannungsgesteuerten Oszillators 7 verbunden ist, ein Frequenzteilungsverhältnis von 3» so daß die Ausgangssignalfrequenz des spannungsgesteuerten Oszillators zunächst in eine 76-kHz-Frequenz umgesetzt wird, die ihrerseits einem zweiten Frequenzteiler 10 zugeführt wird. Der zweite Frequenzteiler 10 besitzt ein Frequenzteilungsverhältnis von. 2 und teilt die Frequenz der Ausgangssignalfrequenz des ersten Frequenzteilers 8 durch 2 in die 38-kHz-Frequenz, die ihrerseits dem ersten Decodierer 2 sowie einem dritten Frequenzteiler 9 zugeführt wird. Der zweite Frequenzteiler 10 mit dem Frequenzteilungsverhältnis 2 kann leicht so ausgebildet sein, daß er jedesmal den Leit- und Sperrzustand wiederholt, wenn er einen Eingangsimpuls empfängt, um sicherzustellen, daß die Eingangssignalfrequenz des Frequenzteilers 10 durch 2 geteilt werden kann, um ein Ausgangssignal mit einem Tastverhältnis von 50 % von dem Frequenzteiler 10 zu erzeugen, unabhängig von dem Tastverhältnis des Eingangssignals. Mit dem Ausgangsanschluß des spannungsgesteuerten Oszillators 7 ist ein vierter Frequenzteiler 16 verbunden. Der vierte Frequenzteiler 16 besitzt ein Frequenzteilungsverhältnis von 2 und ist

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so ausgebildet, daß er die Ausgangssignalfrequenz des spannungsgesteuerten Oszillators 7 durch 2 teilt und sein Ausgangssignal dem zweiten Decodierer 12 zuführt. Da der vierte Frequenzteiler 16 ebenfalls ein Frequenzteilungsverhältnis von 2 besitzt, ist es möglich ein Ausgangssignal mit einem Tastverhältnis von 50 % von dem Frequenzteiler 16 zu erzeugen, unabhängig von dem Tastverhältnis des Ausgangssignals vom spannungsgesteuerten Oszillator 7, so daß die Trennung der Ausgangssignale für linken und rechten Kanal des zweiten Decodierers 12 verbessert werden kann.

Wie erläutert, kann mittels der Erfindung ohne Zuhilfenahme von irgendwelchen Filtern das unerwünschte Signal aufgrund der Interferenz wegen des Unterschiedes zwischen der Frequenz der gewünschten Station und der nahe daran liegenden Frequenz einer weiteren Station mit den Hilfsträgerharmonischen beseitigt werden, wobei in einem solchen Fall die Frequenzeigenschaften des demodulierten Ausgangssignals nicht beeinträchtigt werden. Dies ist vorteilhaft bei der Bildung einer Stereodemodulatorschaltung gemäß der Erfindung mittels einer integrierten Halbleiterschaltung.

Bei einer solchen integriertenHalbleiterschaltung, bei der mehrere Schaltungen in einem einzigen Chip integriert werden und miteinander verbunden werden, kann ein Tiefpaßfilter zum Beseitigen eines unerwünschten Signals nicht in eine integrierte Schaltung eingefügt werden, sondern ist mit der integrierten Schaltung als externes Zubehör verbunden, weshalb die Anzahl der Anschlüsse für die integrierte Schaltung erhöht wird, so daß die Kosten für die integrierte Schaltung unerwünscht erhöht sind.

Im Gegensatz dazu ist die Stereodemodulatorschaltung gemäß der Erfindung nicht mit dem Tiefpaßfilter verbunden, so daß dessen gesamte Schaltungsanordnung in einem einzigen Chip angeordnet werden kann und die Anzahl der externen Zubehörteile verringert werden kann, wodurch die Schaltungsanordnung eines

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- 21 FM-Stereοempfangers vereinfacht wird.

Weil die Hilfsträgerwelle Rechtecksignalverlauf besitzt, ist die dritte Harmonische bei der vorstehenden Beschreibung ausdrücklich erwähnt und ist der spannungsgesteuerte Oszillator so erläutert, daß er eine Schwingungsfrequenz von 228 kHz besitzt, so daß das Tastverhältnis von 50 % des Hilfsträgers sichergestellt werden kann. Selbstverständlich ist jedoch die Schwingungsfrequenz nicht auf diesen Wert beschränkt, sondern kann eine Frequenz besitzten, die das 3N-fache (N ist ganzzahlig) der Hilfsträgerfrequenz besitzen, wobei von diesem Schwingungssignal der 38-kHz-Hilfsträger und das Dreifache des Hilfsträgers, d.h., 114 kHz unter Verwendung des ersten Frequenzteilers 8 abgeleitet werden können.

Selbstverständlich ist die Erfindung auch auf die Beseitigung eines unerwünschten Spektrums nahe einer höheren Harmonischen als der dritten Harmonischen anwendbar, auch wenn die vorstehend erläuterten Ausführungsbeispiele bezüglich eines unerwünschten Spektrums erläutert worden sind, das nahe der dritten Harmonischen ist.

Die Erfindung gibt also eine Stereodemodulatorschaltung an, bei der ein Phasenregelkreis vorgesehen ist, in dem ein Vergleichssignal durch Frequenzteilen eines Schwingungssignals eines Oszillators erzeugt wird und in dem die Phase des Vergleichssignals mit der Phase des Steuersignals verglichen wird zum Phasenverriegeln der Phase des Schwingungssignals und der Phase des Steuersignals. Das Ausgangssignal des Oszillators wird zur Erzeugung eines ersten Umschaltsignals frequenzgeteilt. Das erste Umschaltsignal und ein Signalgemisch werden einem ersten Decodierer zugeführt, in dem Signale für linken und rechten Kanal getrennt werden. Das Ausgangssignal des Oszillators wird auch zur Erzeugung eines zweiten Umschaltsignals frequenzgeteilt mit einer Frequenz, die das Dreifache der Hilfsträgerfrequenz ist. Das Signalgemisch und das zweite Umschaltsignal werden einem zweiten Decodierer zugeführt, in dem die Signale für linken und rechten Kanal abgetrennt werden.

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Ausgangssignale von erstem und zweitem Decodierer -werden addiert zur Beseitigung eines Schwebungssignals, das sich aus der dritten Harmonischen des Hilfsträgersignals und einem in dem Signalgemisch enthaltenen unerwünschten Signal ergibt.

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Leerseite

Claims

Ansprüche:

Iy Stereodemodulatorschaltung, mit

einem Oszillator, der mit dem in einem Signalgemisch enthaltenen Steuersignal phasenverriegelt ist, zur Abgabe eines Schwingungssignals,

einem Frequenzteiler, der die Frequenz des Ausgangssignals des Oszillators teilt zur Erzeugung eines Schaltsignals gleicher Frequenz wie die Hilfsträgerfrequenz, und einem Decodierer, der zum Empfang des Schaltsignals und des Signalgemischs angeschlossen ist, um diese Signale zu multiplizieren zur Erzeugung eines Signals für den linken Kanal und eines Signals für den rechten Kanal aus dem Signalgemisch,

dadurch gekennzeichnet,

daß die Schwingungsfrequenz des Oszillators (7) so gewählt ist, daß sie das N-fache, Nist ganzzahlig und mindestens drei, der Hilfsträgerfrequenz ist,

daß ein zweiter Frequenzteiler (8,l6) vorgesehen ist, der das Ausgangssignal des Oszillators (7) empfängt und dessen Frequenz zur Erzeugung eines zweiten Schaltsignals einer Frequenz teilt, die das M-fache, M ist ganzzahlig und mindestens drei, der Hilfsträgerfrequenz ist, daß ein zweiter Decodierer (12) das zweite Schaltsignal und das Signalgemisch empfängt zum Multiplizieren dieser Sig-

81-(A4454-O2)-MeKl

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30QSQ33

nale zur Abtrennung eines Signals für den linken Kanal und eines Signals für den rechten Kanal aus dem Signalgemisch, und

daß ein Addierer (I3) die Ausgangssignale für den linken und rechten Kanal von dem ersten Decodierer (2) und die Ausgangssignale für den linken und den rechten Kanal von dem zweiten Decodierer (12) empfängt und diese Signale addiert zur Wiedergabe von Ausgangssignalen für den linken und den rechten Kanal.
2. Stereodemodulatorschaltung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Amplitude mindestens eines der Ausgangssignale von erstem und zweitem Decodierer (2,12) veränderbar ist.

3· Stereodemodulatorschaltung nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Schwingungsfrequenz des Oszillators (7) so gewählt ist, daß sie das sechsfache der Hilfsträgerfrequenz beträgt, und daß die Frequenz des zweiten Schaltsignals so gewählt ist, daß sie das dreifache der Hilfsträgerfrequenz beträgt.

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