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Integrierte Schaltung mit einem Demodulator zur
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Demodulation der auf bestimmten Trägerfrequenzen aufmodulierten Tonsignale
in einem Fernsehempfangsgerät Die Erfindung betrifft eine integrierte Schaltung
mit einem Demodulator zur Demodulation der auf bestimmte Trägerfrequenzen aufmodulierten
Tonsignale in einem Fernsehempfangsgerät mit einer Empfangsschaltung zum Empfang
von mittels des Zweitonträgerverfahrens oder des Paralleltonverfahrens übertragener
Mono-, Stereo- und/oder Mehrtonsignale, welcher integrierten Schaltung ein Filterkreis
vorgeschaltet ist, der aus dem demodulierten Videosignal die Signale mit den bestimmten
Trägerfrequenzen ausfiltert.
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Zur Verbesserung des Fernsehtones ist es bekannt, sich des sogenannten
Mehrtonübertragungsverfahrens zu bedienen. Hierzu gehören sowohl das Zweitonträgerverfahren
als auch das Paralleltonverfahren. In beiden Fällen wird mittels eines zweiten Tonkanals
ein vom ersten Tonkanal unabhängiges Tonsignal über tragen, im Empfänger demoduliert
und den Tonendstufen zugeführt. Mit beiden Mehrtonübertragungsverfahren können sowohl
monophone, stereophone als auch Einzel-Tonsignale übertragen werden. Das Zweitonträgerverfahren
ist z.B. in der Fachzeitschrift "Funkschau., Heft 19/1979, Seiten 1105 bis 1107
und 1167 bis 1168 beschrieben. Es bedient sich zweier voneinander abweichender Tonträger
zur Ubertragung 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.
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Die Amplitude des zweiten Tonträgers ist um ca.
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6 dB niedriger als die des ersten, um die Störungen im oberen Nachbarkanal
innerhalb der zulässigen Grenzen zu halten. Die Stereocodierung in dem ersten Kanal
entspricht der beim UKW-Rundfunk-Monosignal (M = L + R). Normale einkanalige Empfänger
müssen das Monosignal empfangen können.
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Für den zweiten Tonkanal wird entweder die Stereocodierung 2 x R oder
2 x L übertragen, wobei L und R Recht- und Linkssignale bedeuten. Daneben kommt
aber dem Zweitonverfahren genauso wie dem Paralleltonverfahren eine besondere Bedeutung
zu, die darin liegt, daß mittels des zweiten Tonträgers ein völlig getrenntes Tonsignal
übertragbar ist. Z.B.
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kann der Begleitton eines Spielfilmes auf dem ersten Tonkanal in der
deutschen Sprache und auf dem zweiten Tonkanal in der englischen Sprache übertragen
werden.
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Der Benutzer des Empfängers hat somit die Wahlmöglichkeit zwischen
den beiden Tonkanälen und kann damit entweder den Begleitton des Spielfilms bzw.
der Sendung in englischer oder deutscher Sprache hören.
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Dasselbe trifft auch für andere Sprachen im allgemeinen zu.
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Neben dem Paralleltonverfahren werden die Tonsignale unabhängig voneinander
übertragen, empfangen und mindestens zwei getrennten ZF-Verstärkern zugeführt.
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Danach erfolgt die Demodulation in bekannter Weise, wie sie in jedem
FM-Empfänger gegeben ist. Mittels dieses Verfahrens ist es möglich, auf mehreren
Kanälen unabhängig voneinander Tonsignale zu übertragen.
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Beim Zweitonträgerverfahren wird im Fall der Ubertragung von stereocodierten
Sendungen zusätzlich ein Pilotträger von ca. 55 kHz, der mit + 2,5 kHz Hub auf den
ersten Tonträger moduliert wird, übertragen. In einer Pilotträgersystemschaltung
wird in Abhängigkeit vom Pilotton der Schaltimpuls zur Umschaltung des Systemschalters
abgegeben, der aus den Signalen des einen und des anderen Tonsignals Rechts/Links-Signale
erzeugt. 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 zusätzlich nur ein Schalter zum Umschalten
von einem zum anderen Kanal vorzusehen.
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Es ist üblich, den Demodulator in einem monolithisch integrierten
Schaltkreis mit einem Begrenzer und Ausgangsverstärkern zusammenzufassen. Eine derartige
Schaltung stellt z.B. der integrierte Schaltkreis TBA 120 S der Firma Telefunken
dar. Die Schaltung enthält einen FM/ZF-Verstärker und einen Demodulator für die
Intercarrier-Tonaufbereitung in Fernsehgeräten.
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Einem achtstufigen symmetrischen Begrenzer-Verstärker schließt sich
ein symmetrischer Koinzidenzdemodulator mit steuerbarer Kollektorstromverteilungsschaltung
zur elektronischen Lautstärkeregelung an. Die Koppelkapazität für den Phasenschieberkreis
ist mit integriert, ebenso ein zusätzlicher Hilfstransistor und eine Zenerdiode
zur beliebigen Verwendung innerhalb der zulässigen Grenzdaten. Die Wirkungsweise
des darin verwendeten Koinzidenzdemodulators ist im "Elektronik-Taschenbuch für
Radio- und Fernsehtechniker sowie Industrie-Elektronier", Band 2,
Hochfrequenz-,
Fernseh-, Meß- und Rechentechnik", Herausgeber Obering. Adolf Teml, auf den Seiten
191 und ff. beschrieben. In jedem Fall ist es notwendig, mit dem Demodulator einen
auf die unmodulierte ZF abgestimmten Schwingkreis anzuschließen, dessen Phase infolge
der kapazitiven Ankopplung an den Eingangsschwingkreis gegenüber der Phase dieses
Schwingkreises um 900 verschoben ist. Die Phasenverschiebung kommt dadurch zustande,
daß der Quadraturkreis des Demodulators bei Resonanz wie ein Ohmscher Widerstand
in Reihe zur Kopplungskapazität wirkt. Zum Kollektor des Ausgangstransistors fließt
ein Strom, dessen Mittelwert verhältnisgleich zum Phasenwinkel und zur Modulationsamplitude
ist. Von dem Kollektor dieses Transistors ist die NF-Spannung abgreifbar.
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Ausgehend von diesem Stand der Technik liegt der Erfindung die Aufgabe
zugrunde, eine Schaltungsanordnung in Verbindung mit einer integrierten Schaltung
genannter Art zu erstellen, die eine Wiedergabe der mittels Mehrtonübertragungsverfahren
übertragenen Tastsignale auf verschiedenen Kanälen ermöglicht ohne eine Wiedergabe
von stereophonen Signalen.
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Dies soll ohne aufwendige Umschalter oder mehrere Demodulatoren und/oder
ZF-Verstärker möglich sein.
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Die Aufgabe wird erfindungsgemäß nach der im Anspruch 1 wiedergegebenen
technischen Lehre gelöst.
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Vorteilhafte Weiterbildungen der'Erfindung sind in den Unteransprüchen
beschrieben.
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Mittels eines einzigen Schalters gemäß Anspruch 4, der am Gerät sitzt,
kann somit zwischen zwei Tonkanälen wechselweise gewählt werden. Wird z.B. auf dem
ersten Tonsignal eine Sendung in deutscher Sprache übertragen und auf dem zweiten
eine in einer ausländischen Sprache, so ist es möglich, durch Tastendruck von einem
Tonträger auf den anderen umzuschalten. Dabei werden lediglich die Quadraturkreise
des Demodulators derart verstimmt, daß diese auf den entsprechenden Tonträger abgestimmt
sind. Am Ausgang erhält man somit lediglich eine NF, die mittels des einen Tonträgers
übertragen ist. Zweckmäßig ist es jedoch, eine Vorselektion in dem Eingangsschwingkreis
vorzunehmen, was durch synchrone Umschaltung von einer Resonanzfrequenz des Einganqsschwingkreises
durch Veränderung der frequenzbestimmenden Bauelemente entsprechend der Umschaltung
des Quadraturkreises bewerkstelligt wird. Hierauf kann dann verzichtet werden, wenn
ein Eingangsbandpaß verwendet wird, der die nebeneinanderliegenden Tonträgerfrequenzen
durchläßt.
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Durch Betätigung des Bedienknopfes am Gerät oder an einer Fernbedienung,
deren Signale übertragen und ausgewertet werden, ist es möglich, von einem Kanal
auf den anderen zu schalten.
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Die Erfindung ermöglicht somit, mittels eines einzigen Demodulatorkreises
durch entsprechende Beschaltung der Schwingkreise, die diesem Demodulator zugeordnet
sind, verschiedene auf die unterschiedlichen Tonträgerfrequenzen modulierten Tonsignale
zu hören.
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Die Erfindung wird nachfolgend anhand eines in den Fig. 1 und 2 dargestellten
Ausführungsbeispiels näher erläutert.
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In Fig. 1 ist ein integrierter Schaltkreis 1 dargestellt, an dessen
Eingang die aus dem Videosignal durch Frequenzselektion gefilterten 5,5 MHz und
5,75 MHz Tonsignale anliegen. Mit dem Eingang ist ein achtstufiger Begrenzerverstärker
2 verbunden, dessen zweiter Anschluß gegen Masse geschaltet ist.
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Der Begrenzerverstärker ist mit einem Koinzidenzdemodulator 3 verbunden.
Die Verbindungsleitung ist über nicht dargestellte, mit integrierte Koppelkapazitäten
mit dem Demodulatorkreis aus der Kapazität 4, der Induktivität 5 und den beiden
Kondensatoren 6 und 7 sowie der parallelgeschalteten Kapazitätsdiode 8 verbunden.
Die Kapazitätsdiode 8 ist so geschaltet, daß sie mit der Anode gegen Masse liegt
und mit einem Koppelpunkt zwischen dem Kondensator 7 und dem Vorwiderstand 9 mit
der Kathode verbunden ist. Der Widerstand 9 liegt mit seinem zweiten Anschluß an
einem Schalter 10, der in zwei Schaltstellungen umschaltbar ist. Uber diesen Schalter
10 werden die beiden Spannungen UAl und UA2 wahlweise an die Kapazitätsdiode geschaltet.
Hierdurch ändert sich die Kapazität derselben und damit die Resonanzfrequenz des
aus den aufgezählten Bauelementx gebildeten Parallel-Schwingkreises. Dieser Quadraturkreis
wirkt zusammen mit dem Koinzidenzdemodulator, dessen Aufbau im einzelnen nicht näher
beschrieben wird, da die Funktion eines derartigen Demodulators bekannt ist und
dessen Aufbau entsprechend der Ausbildung variiert. Ausgangsseitig ist der Demodulator-
3 mit einem elektronischen Lautstärkeeinsteller 11, z.B.
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einer Kollektorstromverteilerschaltung, verbunden.
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Die Lautstärke wird mittels des Potentiometers 14 eingestellt. Das
Tonsignal kann aber auch davor abgenommen und über einen Ausgangsverstärker 12 dem
dem
Ausgang NF1 zugeführt werden. Das geregelte Tonsignal wird über einen weiteren Verstärker
13 dem Ausgang NF2 zugeführt. Wahlweise kann somit das NF-Signal von dem geregelten
oder ungeregelten Ausgang abgegriffen werden. Für die Spannungsversorgung ist in
dem integrierten Schaltkreis eine Stabilisierungsschaltung 15 vorgesehen, die an
einer Spannungsquelle UB angeschlossen ist. Die einzelnen Verbindungswege innerhalb
des integrierten Schaltkreises sind nicht dargestellt. Erfindungsgemäß werden nun
über den Schalter 10 an die Kapazitätsdiode wahlweise die Spannungen UA1 oder UA2
angelegt und damit der Quadraturkreis derart verstimmt, daß er zum einen auf die
Trägerfrequenz 5,5 MHz und zum anderen auf die Trägerfrequenz 5,75 MHz abgestimmt
ist.
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Synchron dazu werden die beiden Umschalter 16a und 16b der Eingangsschaltung
umgeschaltet, so daß nur einmal ein bereits begrenztes Trägersignal von 5,75 MHz
durchgeschaltet wird und zum anderen das 5,5 MHz Tonsignal. Ein optimaler Empfang
und eine optimale Demodulation der einzelnen Tonkanäle werden damit sichergestellt.
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Einen gleichen Grundaufbau weist auch der integrierte Schaltkreis
17 gemäß Fig. 2 auf. Die Eingangssignale werden über einen Begrenzer 2 einem Demodulator
3 zugeführt, dessen Ausgang mit einem elektronischen Lautstärke-Einsteller 11 verbunden
ist, der mittels eines Potentiometers 14 einstellbar ist. Das Signal wird dann in
einem weiteren Verstärker 13 verstärkt und an den Ausgang NF2 abgegeben. Ein ungeregeltes
Signal, z.B. zur Aufzeichnung auf ein Videobandgerät bzw. Tonbandgerät, wird über
einen Verstärker 12 dem Ausgang NF1 zugeführt. Zur Spannungsversorgung dient eine
Stabilisierungsschaltung 15, die an eine
Spannun-gsquelle UB angeschlossen
ist. Im Gegensatz zum Ausführungsbeispiel gemäß Fig. 1 eignet sich dieser integrierte
Schaltkreis für den Betrieb mit Keramik-Resonatoren. Eingangsseitig sind Resonatoren
18 und 19 parallelgeschaltet und werden jeweils wechselweise über Schaltkontakte
19a und 19b als Serienresonanz-Filterkreis in den Schaltkreis geschaltet. Der zweite
Eingang des Begrenzers 2 ist über einen Kondensator 20 und über einen Widerstand
21 mit dem zweiten Ausgang des Begrenzerverstärkers 2 verbunden. An dem Koppelpunkt
zwischen Kondensator 20 und Widerstand 21 ist ein weiterer Widerstand 22 im Gegenkoppelzweig
mit dem ersten Eingang des Begrenzerverstärkers 2 verbunden. Wie bereits ausgeführt,
ist dieser integrierte Schaltkreis zum Anschluß von keramischen Resonatoren 23,27
geeignet, die auch in den Quadraturkreis des Demoduators geschaltet sind.
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Der keramische Resonator 23 ist kapazitiv über den Kondensator 24
mit dem einen Ausgang des Begrenzerverstärkers 2 verbunden. Der zweite Ausgang des
Begrenzerverstärkers 2 liegt entweder an dem einen oder an dem anderen keramischen
Resonator an. Die Anschaltung erfolgt über Schaltkontakte 25 und 26, die wahlweise
durch Beschaltung mittels eines Betätigungsknopfes geöffnet oder geschlossen werden.
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Die als Parallelschwingkreise geschalteten Resonatoren wirken mit
dem Demodulator 3 zusammen, so daß an seinem Ausgang die für die weitere Signalverstärkung
notwendige NF-Frequenz anliegt. Erfindungsgemäß werden die Schalter 19a, 19b und
25, 26 synchron geschaltet.
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Dadurch sind beide Schwingkreise auf die gleiche Trägerfrequenz abgestimmt.
Selbstverständlich kann eingangsseitig auch ein Bandpaß angeordnet sein,
der
sowohl die eine Trägerfrequenz als auch die zweite Trägerfrequenz durchläßt. In
diesem Fall brauchen eingangsseitig keine Resonatoren vor-gesehen zu sin.