DE3006271C2 - Integrierte Tonsignalschaltung in einem Fernsehempfangsgerät - Google Patents

Description

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Die Erfindung betrifft eine integrierte Tonsignalschaitung in einem Fernsehempfangsgerät mit einer Empfangsschaltung zum Empfang von mittels des Zweitonträgerverfahrens übertragener Mono-, Stereo- und/ oder Zweitonsignalen gemäß dem Oberbegriff des Patentanspruchs 1.

In der Fachzeitschrift »Funkschau«, 1979, Heft 19, Seiten 1105 bis 1107 und 1167 bis I168, ist ein Zweitonträgerverfahren zur Verbesserung des Fernsehtones mittels eines zweiten Tonkanals beschrieben, von welchem die Erfindung ausgeht. Das Zweitonträgerverfahren gehört zum sogenannten Mehrtonübertragungsverfahren. Es bedient sich zveier voneinander abweichender Tonträger zur Übertragung der einzelnen Tonsignale. Der erste Tonträger weist in einer speziellen Ausführung eine Frequenz von 5,5 MHz, der zweite Tonträger von annähernd 5,75 MHz auf. Die Amplitude des zweiten Trägers ist um ca. ο dB niedriger als die der ersten, um die Störungen im oberen w Nachbarkanal innerhalb der zulässigen Grenzen zu halten. Mittels dieser beiden Tonträger lassen sich sowohl stereocodierte Signale als auch Einzel-Tonsignale unabhängig voneiander übertragen. Die Stereocodierung für den ersten Tonkanal entspricht der beim e>5 UKW-Rundfunk-Monosignal M= L+ R. Normale einkanalige Empfänger müssen das Monosignal empfangen können. Für den zweiten Tonkanal wird eine andere Stereocodierung vorgeschlagen, nämlich 2 χ L zu übertragen. Der Grund dafür liegt in den unterschiedlichen Störungen beim UKW und beim Fernsehen.

Für die automatische Umschaltung von Mono auf Stereo oder auf das zweite Tonprogramm im Heimempfänger gibt es verschiedene Möglichkeiten. In einem Vorschlag wird zur Indikation für Stereo- und Zweiprogramm-Betrieb die Frequenz des zweiten Tonträgers um 16 kHz verändert und mit einem Diskriminator oder Zähler ausgewertet. Ist der zweite Tonträger nicht vorhanden, dann wird Mono übertragen. Man bedient sich dabei eines Pilotträgers von ca. 55 kHz, der mit ±2,5 kHz Hub auf den ersten Tonträger moduliert wird. In einer Pilotträger-Systemschaltung wird in Abhängigkeit vom Pilotton der Schaltimpuls zur Umschaltung des Systemschalters abgegeben. Zur Demodulation benötigt man empfängerseitig zwei Ton-ZF-Demodulatoren, die jeweils auf 5,5 MHz und auf annähernd 5,75 MHz abgestimmt sein müssen. Für die einfachste Version des Zweitonempfängers ist es bekannt, zusätzlich nur einen Schalter zum Umschalten von einem zum anderen Kanal vorzusehen.

Die Verwendung eines zweiten Tonkanals bietet darüber hinaus die Möglichkeit, eine Sendung mehrsprachig zu übertragen, wobei die einzelnen Tonkanäle anschaltbar bzw. abschaltbar sind.

Aus der Publikation IEEE Transactions on Broadcasting, Bd. BC-25, Nr. 4, 1979, Seiten 132, 133, insbesondere Fig. 6 und 7, ist es bekannt, den beim Fernsehempfang im zweiten Tonkanal benötigten Decoder in integrierter Schaltungstechnik auszuführen. Der Decoder weist zwei Ausgänge auf, von dessen einem ersten das Links-Tonsignal und von dessen zweitem das Rechts-Tonsignal abgreifbar sind. Der Decoder weist jedoch keine elektronische Schalteinrichtung auf, die wahlweise das Anschalten der verschiedenen Kanäle und zusätzliche Ausgänge ermöglicht. Ferner kann eine Tonsignalaufbereitung (Höhen-, Tiefen-, Balance-Steuerung) ebenfalls nicht vorgenommen werden.

Ein Systemschalter, der die wahlweise Umschaltung und elektronische Umschaltung bei Stereo-Empfang ermöglicht, ist aus der US-PS 4139 866 (Fig. 15B, Bezugszeichen 165) bekannt, der an den Ausgang eines Stereo-Decoders angeschlossen ist und wahlweise eine Umschaltung zwischen monophonem und stereophonem Betrieb und eine Anschaltung nur des zweiten Tonkanals ermöglicht. Ein solcher Systemschalter kann einem Decoder der in vorhergehendem Absatz beschriebenen Art direkt nachgeschaltet werden. Die weiteren Schaltungsanordnungen zur Tonsignal-Aufarbeitung sind diesen zwei integrierten Schaltkreisen nachzuschalten, um die Klang- und Lautstärke-Regelung sowie die Balance-Regelung vornehmen zu können.

Ausgehend von diesem Stand der Technik liegt der Erfindung die Aufgabe zugrunde, alle für die Tonsignalaufbereitung notwendigen Schaltungen in einer einzigen monolithischen Schaltung zu integrieren, wobei eine bestimmte Zuordnung der einzelnen Umschalter vorgesehen sein soll, um alle Funktionsmöglichkeiten der Tonsignal-Verarbeitungsschaltung zu gewährleisten.

Die Aufgabe wird erfindungsgemäß nach der im Patentanspruch 1 wiedergegebenen technischen Lehre gelöst.

Nach der Lehre der Erfindung sind die einzelnen Schaltungsstufen so zueinander angeordnet, daß sie alle

Bedingungen für die Signalaufbereitung und für die Umschaltung der einzelnen Tonkanäle erfüllen und sich in einer monolithischen Schaltung integrieren lassen.

Vorteilhafte Weiterbildungen der Erfindung sowie Ausbildungen der einzelnen Baustufen der integrierten Schaltung sind ι den Unteransprüchen beschrieben.

Die Erfindur■ g wird nachfolgend anhand der in den Zeichnungen dargestellten Ausführungsbeispiele näher erläutert.

In den Zeichnungen zeigt

F i g. 1 eine erfindungsgemäß ausgebildete integrierte Tonsignalschaltung mit einem ersten elektronischen Umschalter und einem zweiten elektronischen Umschalter zum Anschließen von einer Kopfhörerbuchse,

F i g. 2 eine Wahrheitstabelle, aus der die verschiedenen Schaltstellungen der Schaltkontakte des ersten elektronischen Umschalters ersichtlich sind, sowie die Zuordnung der Ausgänge zu den Eingangssignalen,

Fig. 3 eine Wahrheitstabelle über die Schaltstellungen des zweiten elektronischen Umschalters beim Anschluß eines Kopfhörers mit den Steuereingängen Q Dzum Steuern der Schaltkontakte, und

Fig. 4 eine Matrixschaltung mit einem Operationsverstärker zur Bildung des Rechts/Links-Signals bei Stereoempfang.

Die erfindungsgemäß ausgebildete integrierte Tonsignalschaltung in F i g. 1 weist einen ersten Toneingang 1 und einen zweiten Toneingang 2 auf. Am ersten Toneingang 1 liegt das bereits demodulierte erste Tonsignal mit einer Trägerfrequenz von 5,5MHz an. Am zweiten Eingang liegt das zweite Tonsignal mit einer Trägerfrequenz von ca. 5,75 MHz an. Dieses ist noch nicht demoduliert. Das bereits demodulierte Tonsignal des ersten Tonkanals am Toneingang I wird einem integrierten Stereodecoder 3 zugeführt. Das Tonsignal besieht aus L+Ä-Signalen, die in dem Stereodecoder 3 in Rechts/Links-Signale durch Addition bzw. Subtraktion mit dem L-Signal, das vom zweiten Tonkanaleingang her anliegt, in /?/Z.-Signale decodiert werden. Zu diesem Zweck wird das zweite Tonsignal über den Eingang 2 an einen Demodulator 4 gelegt, der über die Ausgänge mit einem extern angeschlossenen Schwingkreis aus dem Kondensator 5 und der parallel geschalteten Induktivität 6 verbunden ist. Der Demodulator 4 demoduliert das ankommende Signal. Das erhaltene NF-Signal wird dem Stereodecoder über einen Umschalter 7 bei Stereoempfang zugeführt. Zu diesem Zweck ist der Eingang 1 über eine Leitung mit einem Entkoppel-Netzwerk 8 verbunden, das den Pilotton aus dem Signalgemisch heraussiebt. Der Pilotton wird einer Pilot- und Auswertschaltung 9 zugeführt, die einerseits den umschalter 7 steuert und andererseits den Systemschalter 10. Bei Empfang von Stereosendern, was durch den Pilotton bzw. durch einen Kennimpuls angezeigt ist, welcher Kennimpuls aus dem Empfangssignal herausgesiebt wird, gibt die Pilotauswertschaltung ein Signal an den Umschalter 7 ab, der die eingezeichnete Schaltstellung einnimmt In dem Stereodecoder 3 werden somit durch Addition bzw. Subtraktion der auf den beiden Tonkanälen anliegenden Signale die Rechts/Links-Signale gewonnen, die über die beiden Tonkanäle 11 und 12 dem Systemschalter zugeführt werden. Liegt keine Stereosendung an, so schaltet der Umschalter 7 in die andere Schaltstellung und die ankommenden Signale des zweiten Tonkanals werden direkt an den Systemschalter 10 durchgeschaltet Bei dem Systemschalter handelt es sich um eine Matrixanordnung, die durch entsprechende Beschallung mittels Steuerimpulsen und von der Pilottonauswertung abgegebener Steuersignale umschaltet. In Fig.4 ist der Schalter dargestellt. Hierauf wird später noch eingegangen. Am Ausgang des Systemschalters 13, 14 liegen die der weiteren Signalverarbeitung zugeführten getrennten Signale beider Kanäle an. Sie werden einem ersten elektronischen Schalter 15 mil den Schaltkontakten a, b, c. d zugeführt. Die Eingänge dieses Schalters 15 sind kreuzverknüpft, d. h. der Eingang 14 liegt auch an einem

ίο Schaltkontakt des Eingangs 13 und umgekehrt. Der elektronische Schalter 15 wird über zwei Bit-Umschalteingänge A/B angesteuert. Je nachdem welches Potential die beiden Eingänge einnehmen (0, L-O für aus, L für ein), so verändern sich entsprechend die Schaltstellungen der Kontakte. Über diese Ansteuerung ist es möglich, Stereo/Mono-, Ton-i-, Ton-2-, Paraiieiton-Signale zu empfangen bzw. die Tonsignalquelle eines VCR-Gerätes direkt an die Endstufen anzuschalten. Die Wahrheitstabelle gemäß Fig. 2 zeigt die einzelnen Schaltstellungen bei Potentialbelegung der 2-Bit-Eingänge A/B. Zur Ansteuerung dient ein integrierter Befehlsdecoder, der gemäß den belegten Eingängen die entsprechenden Schaltstellungen durch eine Verknüpfung mit der Matrixschaltung vornimmt.

Es handelt sich hierbei um elektronische N F/Schalter.

Die Ausgänge 13 und 14 des Systemschalters sind ferner mit den Eingängen eines zweiten elektronischen Schalters 16 verbunden, der acht Schaltkontakte aufweist. Dieser elektronische Schalter wird über 2-Bit-Steuereingänge C und D beim Einstecken des Kopfhörers in die Kopfhörerbuchse 17 angesteuert oder durch direkte Befehlseingabe. |e nach Potentialbelegung (0, L) der 2-Bit-Eingänge nehmen die Schalter dabei die in der Wahrheitstabelle gemäß Fig. 3 angegebenen Schaltstellungen ein. Damit ist die eine Matrizierung bei Kopfhörerempfang sowohl für Stereoais auch Ton-1 - und Ton-2-Empfang gegeben. Es besteht ferner die Möglichkeit, über den elektronischen Umschalter 16 die hinter dem Klangregler 18 abgreifbaren Signale durchzuschalten oder aber direkt die von dem Systemschalter abgegriffenen Tonsignale. Im letzteren Fall ist ein Klangregler 19 speziell für den Kopfhöreranschluß vorgesehen. Im anderen Fall könnte diese Regelung direkt von den Klangstellern übernommen werden. Vorgesehen ist ferner eine Stummschaltung »Mute«, mit der die Endverstärker abgeschaltet werden, wenn mit dem Kopfhörer gehört wird. Mit den ersten Reglern 20, 21 des Klangstellers für den Kopfhörer wird die Balance zwischen den beiden Kopfhörern hergestellt. Mit dem Regler 22 wird die Lautstärke geregelt; diese Regelung trifft für beide Kanäle zu. in ähnlicher Weise eriöigt aucn eine Regelung der über den ersten elektronischen Schalter an den Lautsprecher über den Klangregler 18 an die

Lautsprecher weitergeleiteten Signale. Über die ersten Steller wird die Balance, über die zweiten die Tiefen, über die dritten die Höhen und über die vierten die Lautstärke eingestellt. Unabhängig von dieser Einstellung sind die unmittelbar hinter dem ersten elektronisehen Schalter 15 abgegriffenen Signale, die dem Bildaufzeichnungs- oder Tongerät als Tonsignale zugeführt werden. Umgekehrt werden bei der Wiedergabe von einem Bildaufzeichnungsgerät die Signale an dieser Stelle eingespeist. Der Ausgang des Klangregelstellers 18, der über die Eingänge 23, 24, 25, 26 angesteuert wird, ist mit einer nicht dargestellten Treiberstufe verbunden, die noch in der integrierten Schaltung angeordnet ist. Die Ausgänge 27, 28 der

integrierten Schaltung sind mit einer Tonendstufe 29 verbunden, an die die Lautsprecher 30 und 31 angeschlossen sind. Über einen Spannungseingang + Un sowie eine Masseleitung wird die gesamte Schaltung durch ein integriertes Netzteil 32 mit Spannung versorgt. Die einzelnen Spannungsversorgungswege sind nicht dargestellt. Für die Bildhand- und Tonbandaufzeichnung und -wiedergabe ist eine Buchse 33 vorgesehen.

Ein Beispiel für die Ausbildung eines Systemschaltcrs ist in Fig. 4 dargestellt. Am Eingang E\ liegt ein L+ /?-Tonsignal an, das über einen Spannungsteiler aus den Widerständen 1/2 R_n und R₁, am Eingang +eines Operationsverstärkers 35 angeschlossen ist. Der Spannungsteiler ist gegen Masse geschaltet. Der negative Eingang des Operationsverstärkers 35 ist über einen Widerstand 2Rn und einen Schalter 36 mit dem zweiten Eingang E₂ verbunden. An ihm liegt das Signal 2 L bei Stereoempfang oder ein Tonsignal an, das mittels des zweiten Tonträgers übertragen ist. Der Widerstand 2 Rn ist mit einem weiteren im Gegenkopplungszweig des Operationsverstärkers geschalteten Widerstand R_n verbunden, der mit dem zweiten Ende an den Ausgang des Operationsverstärkers 35 angeschlossen ist. Der Umschalter 36 weist im Prinzip zwei Schaltstellungen F.in und Aus auf, d. h. das empfangene Tonsignal kann ein- oder abgeschaltet werden. Des weiteren ist der Eingang Ei mit einem Spannungsteiler aus den Reihenwiderständen R^, Rj" verbunden. An beiden Widerständen ist je ein Abgriff vorgesehen, die zu Schaltkontakten führen. Der Schalter D₂ kann in drei Stellungen gebracht werden. Er wirkt somit als Umschalter und dient dazu, das Eingangssignal £', direkt durchzuschalten oder aber das Signal E₂ auf den Ausgang A₂ zu schalten oder ein um den Spannungsteiler abgesenktes Signal. Der Operationsverstärker 35 wirkt als Summierer, so daß am Ausgang A_x bei Anliegen einer stereophonen Sendung, d. h. an F, liegen /-+/?-Signale und an E₂ 2 L-Signale, das Rechtssignal und am Ausgang A₂ das Linkssignal abgreifbar sind, die der Endstufe zugeführt werden.

Hierzu 2 Blatt Zeichnungen

Claims (8)

Patentansprüche:

1. Integrierte Tonsignalschaltung in einem Fernsehempfangsgerät mit einer Empfangsschaltung zum Empfang von mittels des Zweitonträgerverfahrens übertragener Mono/Stereo- und/oder Zweitonsignale mit einem ersten und einem zweiten Ton-ZF-Demodulator zum Demodulieren der auf den beiden Tonträgern aufmodulierten Tonsignale und mit einem automatischen Systemschalter mit von einem Pilotsignal oder einem mit übertragenen Kennimpuls abhängig oder direkt gesteuerter Umschaltung von einem zum anderen Tonkanal oder zum Anschalten beider Kanäle und mit einem weiteren Schalter zum An- und Abschalten eines Videoaufnahme- und/oder -Wiedergabegerätes g e kennzeichnet durch die Kombination folgender Merkmale:

1. Das mittels eines Tonträgers übertragene, demodulierte, monophone bzw. stereophone Signal liegt nach Decodierung in einem Stereodecoder (3) an einem Eingang (11) des Systemschalters (10) an; an dem zweiten Eingang (12) liegt das mittels des zweiten Tonträgers übertragene demodulierte Tonsignal oder das durch den Stereodecoder aus dem Stereosignal durch Decodierung gewonnene Rechts- bzw. Links-Tonsignal an.

2. Der Systemschalter (10) weist jedem Tonsignalkanal zugeordnete elektronische Schalter auf, die von einer Schaltungsanordnung in Abhängigkeit von den empfangenen Pilotfrequenzen und/oder Kennsignalen derart geschaltet werden, daß bei monophonem Betrieb nur ein ^3j Tonkanal durchgeschaltet ist, bei stereophonem Betrieb und Zweiton-Betrieb beide Kanäle durchgeschaltet sind.

3. Die von den Ausgängen des Syste;nschalter (10) abgreifbaren Ton-NF-Signale werden den beiden Eingängen (13, 14) einer Schaltmatrix (15) zugeführt, die mittels betätigbarer Bedienungsschalter oder beim Einführen eines Tonabnehmeranschlusses in einer Tonabnehmerbuchse (33) mit Umschalter oder beim Anschließen eines Bildaufzeichnungsgerätes gesteuert wird, wobei die einzelnen Verknüpfungszweige derart geschaltet werden, daß wahlweise die Tonkanalwege kreuzvertauscht sind, die Aus- V) gangskanäle an einem gemeinsamen Eingang angeschlossen sind, und die Eingänge abgeschaltet und direkt in die Tonkanäle eingeschaltet werden bzw. parallel hierzu geschaltet sind.

4. Ein weiterer elektronischer Schalter (16) mit mindestens vier Eingängen ist vorgesehen, an dessen ersten beiden Eingängen die von den Systemschalterausgängen (13, 14) abgreifbaren Signale, und an dessen beiden anderen Eingängen die hinter einem der ersten Schaltmatrix (15) nachgeschalteten Klangsteller (18) abgreifbaren Tonsignale anliegen, welcher elektronische Schalter eine Verknüpfungsmatrix aufweist, die die Tonsignale beider Kanäle — <' entweder die ungeregelten oder die durch die Klangsteller (18) geregelten — durchschaltet und nach entsprechender Beschallung durch eine Kopfhörerumschaltbuchse (17) bei Anschluß eines Kopfhörers auf diesen überträgt, wobei die gleichen Beschahungen der Kanäle wie beim Systemschalter (10 möglich sind, und zusätzlich eine Verknüpfung der am Ausgang des Klangregelbiusteins abgreifbaren Signale erfolgt.

5. Die von dem Systemschalter (10) ausgehenden Signale werden einer Klangstellerschaltung (18) zugeführt, mit welcher durch entsprechende Betätigung der Einsteller die Lautstärke, Höhen, Tiefen und Balance individuell einstellbar sind, welche Klangstellerschaltung (18) über die Ausgänge mit den Treiberschaltungen für die Endverstärker (29) und den Eingängen des zweiten elektronischen Schalters (16) verbunden sind.

6. Die vom zweiten elektronischen Schalter (16) ausgehenden Tonsignale werden direkt oder indirekt über einen separaten Klangsteller (19) dem Kopfhöreranschluß (17) zugeführt.

2. Integrierte Tonsignalschaltung nach Anspruch

1, dadurch gekennzeichnet, daß der Demodulator (4) zur Demodulation des mit dem zweiten Tonträger übertragenen Tonsignals mit in der integrierten Schaltung integriert ist.

3. 'ntegrierte Tonsignalschaltung nach Anspruch

2, dadurch gekennzeichnet, daß mit dem Demodulator (4) für den zweiten Tonträger ein Umschalter (7) verbunden ist, der von der Pilottonsteuerung in Abhängigkeit von dem Pilotton oder eines Kennimpulses geschaltet wird, derart, daß bei Stereoempfang das Tonsignal des zweiten Tonträgers als Additions- oder Subtraktionssignal dem zweiten Eingang des Stereodecoders (3) zugeführt wird, wobei am Ausgang des Stereodecoders (3) für die beiden Kanäle rechts und links die Ausgangssignale abgreifbar sind, und daß beim Empfang eines unabhängigen zweiten Tonsignals dieses direkt über den Umschalter an den Systemschalter (10) durchgeschaltet wird.

4. Integrierte Tonsignalschaltung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß über einen Stummschaltungseingang (Mute) in Abhängigkeit von einem Steuerimpuls die Tonsignalkanäle im Systemschalter (10) und hinter dem Klangregelsteller (18) oder hinter den Klangregelstellern (19) eines Kopfhöreranschlusses (17) abschaltbar sind.

5. integrierte Tonsignalschaltung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die elektronischen Schalter über Mehrbit-Schalteinrichtungen gesteuert werden, und daß an den Eingängen Befehlsdecoder angeschlossen sind, die die empfangenen Signale in entsprechende Schaltbefehle umsetzen, die die einzelnen Umschaltkontakte bzw. Verknüpfungswege schalten.

6. Integrierte Tonsignalschaltung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß bei Stereoempfang auf dem ersten Tonkanal ein Stereosignal L+R empfangen wird, und daß über den zweiten Tonkanal ein L-Tonsignal empfangen wird, das zum einen über einen Schalter einer Matrixschaltung im Stereodecoder zugeführt und zum anderen über den Stereodecoder oder über eine Ankoppelstrecke auf den L-Kanal-Eingang des

Systemschalters gegeben wird, mittels welcher Matrixschaltung das L-Tonsignal vom Tonsignal des ersten Einganges subtrahiert wird, und daß an dem Ausgang der Matrixschaltung das R-Tonsignal anliegt.

7. Integrierte Tonsignalschaltung nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, daß der Stereodecoder einen Operationsverstärker (35) aufweist, dessen erster Eingang über einen Ein/Aus-Schalter mit dem Demodulator des ersten Tonträgers und dessen zweiter Eingang über einen Umschalter mit dem Demodulator des zweiten Tonträgers verbunden sind, wobei der Ein/Aus-Schalter dann ausgeschaltet wird, wenn nur der zweite Tonkanal zur Wiedergabe durchgeschalt·;! werden soll, und der zweite Umschalter drei Schaltstellungen aufweist, die in Abhängigkeit von einem Steuersignal von der Pilottonsteuerschaltung bzw. in Abhängigkeit des empfangenen Kennimpulses derart geschaltet werden, daß die Verknüpfung bei Stereoempfang mit dem ersten Signal oder bei Parallelschaltung des zweiten Signals oder die Abschaltung desselben sichergestellt ist.

8. integrierte Tonsignalschaltung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß der dem Systemschalter nachgeschaltete Umschalter, der durch wahlweise Eingabe von Steuerimpulsen bzw. bei Anschluß eines Tonabnehmers bzw. eines Videoaufzeichnungsgerätes eine Tonsignalkanalumschaltung vornimmt, je Kanal mindestens in drei Schaltstellungen schaltbar ist, derart, daß bei Stereoempfang beide Kanäle durchgeschaltet sind bzw. ein Kanal abschaltbar ist, und daß bei Zweiton-Empfang beide Kanäle einzeln ein- und abschaltbar sind, und daß bei monophonem Empfang der zweite Tonkanal ab- bzw. hinzuschaltbar ist.