DE3024085A1 - Am-fm-rundfunkempfaenger zum empfang von am-stereosignalen - Google Patents

Description

PHILIPS PATENTVERWALTUNG GMBH jj PHD 80-080

AM-FM-Rundfunkempfänger zum Empfang von AM-Stereosignalen

Die Erfindung betrifft einen AM-FM-Rundfunkempfänger mit einem FM-Demodulator, der ein Netzwerk enthält, das bei der FM-Zwischenfrequenz in Resonanz ist.

Derartige Rundfunkempfänger sind allgemein bekannt. Sie werden u.a. auch zum Empfang von FM-StereoSignalen (nach der FCC-Stereonorm) benutzt. Neuerdings gibt es aber auch AM-Stereosendungen, d.h. Sendungen, bei denen im Mittelwellenbereich Stereosignale ausgesendet werden.

Nach den diesbezüglichen US-Normen besteht ein solches AM-Stereosignal aus einem Summensignal (d.h. einem Signal, das gleich der Summe der Momentanwerte im linken und im rechten Kanal ist), das, wie allgemein üblich, auf den Träger amplitudenmoduliert ist, und einem Differenzsignal, das (zusammen mit einem Kennsignal von 5Hz) auf den gleichen Träger phasenmoduliert ist. Ein AM-Stereosignal hat also mit einem normalen Stereosignal eine im Takte des Summensignals schwankende Umhüllende gemeinsam, unterscheidet sich aber von letzterem dadurch, daß die Nulldurchgänge nicht den gleichen zeitlichen Abstand haben, weil der Träger phasenmoduliert ist.

Es liegt auf der Hand, daß ein derartiges AM-Stereosignal dadurch dekodiert werden kann, daß neben dem üblichen AM-Demodulator ein Phasendemodulator vorgesehen wird, wobei das Ausgangssignal des Phasendemodulators, das dem Differenzsignal entspricht, mit dem Ausgangssignal des Amplitudendemodulators, das dem Summensignal entspricht, in einer geeigneten Matrixschaltung so kombiniert wird, daß sich die

130063/0166

PHD 80-080

Signale für den linken und für den rechten Kanal ergeben. Ein derartiger Empfänger erfordert zümindestens einen Phasendemodulator zusätzlich.

Es ist Aufgabe der vorliegenden Erfindung, einen AM-FM-Empfänger so auszubilden, daß AM-Stereosignale der vorstehend beschriebenen Art mit geringerem zusätzlichen Aufwand empfangen werden können.

Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß dadurch gelöst, daß zum Empfang von AM-Stereosignalen, bei denen das Differenzsignal auf einen Träger phasenmoduliert ist, das AM-Zwischenfrequenzsignal dem FM-Demodulator zugeführt ist, daß das Netzwerk eine weitere Resonanzstelle bei der AM-Zwischenfrequenz aufweist, und daß hinter den FM-Demodulator ein Integrierglied geschaltet ist.

Bei der Erfindung wird also der ohnehin vorhandene FM-Demodulator beim Empfang eines AM-Stereosignals als Phasendemodulator ausgenutzt. Dazu muß lediglich das im Frequenzdemodulator enthaltene frequenzabhängige Netzwerk so aufgebaut sein, daß es neben einer Resonanzstelle bei der FM-Zwischenfrequenz auch eine Resonanzstelle bei der AM-Zwischenfrequenz aufweist, so daß der FM-Demodulator auch frequenzmodulierte Signale im AM-Zwischenfrequenzbereich (z.B. 455 kHz) demodulieren kann. Da ein FM-Demodulator nur Ausgangssignale erzeugt, deren Amplitude von der Modulationsfrequenz unabhängig ist, ist es erforderlich, ein Integrierglied vorzusehen, um ein Signal zu erzeugen, dessen Amplitude der Modulationsfrequenz umgekehrt proportional ist, da ein phasenmodulierter Sender ein NF-Signal liefert, das der Modulationsfrequenz proportional ist. (Der Phasenhub, d.h. der Quotient aus Frequenzhub und Modulationsfrequenz, ist dabei bekanntlich konstant.)

Im einfachsten Fall enthält ein FM-Demodulator als frequenz-

130063/0166

PHD 80-080

abhängiges Netzwerk einen Parallel-Resonanzkreis. Für diesen Fall sieht eine Weiterbildung der Erfindung vor, daß das Netzwerk einen weiteren, auf die AM-Zwischenfrequenz abgestimmten Parallelresonanzkreis umfaßt, und daß die beiden Parallelresonanzkreise in Serie geschaltet sind. - Wenn als frequenzbestimmendes Netzwerk des FM-Demodulators ein auf die FM-Zwischenfrequenz abgestimmter Serienresonanzkreis verwendet würde, müßte ein weiterer auf die Ali-Zwischenfrequenz abgestimmter Serienresonanzkreis vorgesehen sein und beide Serienresonanzkreise müßten einander parallelgeschaltet sein.

Es ist bekannt, daß viele Typen von FM-Demodulatoren eine AM-Demodulation nicht unterdrücken können, mit denen ihr Eingangssignal behaftet ist, so daß sich Verzerrungen ergeben. Derartigen FM-Demodulatoren ist daher stets ein Begrenzer-Verstärker vorgeschaltet, der ein Ausgangssignal liefert, dessen Amplitude konstant und unabhängig von der Eingangsamplitude ist. Während nun die AM-Modulation bei einem FM-Signal nur als Störung in Erscheinung tritt, ist sie bei einem AM-Stereosignal grundsätzlich immer vorhanden, weil ja der Träger zugleich phasen- und amplitudenmoduliert ist. Eine Weiterbildung der Erfindung sieht nun vor, daß das AM-Zwischenfrequenzsignal dem Begrenzer-Verstärker zugeführt ist. In diesem Fall wird nicht nur der FM-Demodulator, sondern auch der vorgeschaltete Begrenzer-Verstärker sowohl bei AM als auch bei FM ausgenutzt.

Die Erfindung wird nachstehend anhand eines in der Zeich-³⁰nung dargestellten Ausführungsbeispiels näher erläutert. Es zeigen

Fig. 1 ein Blockschaltbild eines erfindungsgemäßen Empfängers, Fig. 2 die Schaltung des FM-Demodulators.

Bei dem in Fig. 1 dargestellten Empfänger wird das Antennen-

130063/0166

is-

PHD 80-080

signal einerseits einem FM-HF-Teil 1 und andererseits einem AM-HF-Teil 5 zugeführt. Jeder HF-Teil ist in bekannter Weise mit einer Eingangs-(Filter-)Stufe, einem abstimmbaren Oszillator und einer Mischstufe versehen und liefert ein Ausgangssignal im Zwischenfrequenzbereich, der im FM-Kanal bei 10,7 MHz und im AM-Kanal bei 455 kHz liegt. Die Zwischenfrequenzsignale. werden in einem Zwischenfrequenzverstärker 2 im FM-Kanal und in einem Zwischenfrequenzverstärker 6 im AM-Kanal verstärkt. Das Ausgangssignal des Zwischenfrequenzverstärker 2 wird über einen Begrenzer-Verstärker 3» dessen Ausgangssignal eine von der Eingangsamplitude unabhängige konstante Amplitude hat und das Signal von einer überlagerten Amplitudenmodulation befreit, einem FM-Demodulator 4 zugeführt, dessen Ausgangssignalamplitude proportional zur Abweichung der Frequenz des Eingangssignals von dem Zwischenfrequenz-Sollwert (z.B. 10,7 MHz) ist. Ein FM-Demodulator enthält üblicherweise ein Netzwerk, das bei dem Sollwert der FM-Zwischenfrequenz (z.B. 10,7 MHz) in Resonanz ist und dabei eine Phasendrehung von 90° gegenüber dem Eingangssignal erzeugt. Weicht der Momentanwert der Frequenz des Eingangssignals vom Sollwert der Zwischenfrequenz ab, ändert sich der Wert der Phasendrehung entsprechend.

Das Ausgangssignal des AM-Zwischenfrequenzverstärkers 6 wird einem Amplituden-Demodulator 7 zugeführt, dessen Ausgangssignal den Schwankungen der Amplitude des auf die Zwischenfrequenz herabtransponierten Trägers entspricht. Wenn ein AM-Stereosignal gesendet wird, entspricht das Ausgangssignal des Amplituden-Demodulators 7 dem Summensignal L + R.

Insoweit ist die Schaltung vollständig bekannt.

Erfindungsgemäß wird das Ausgangssignal des AM-Zwischenfrequenzverstärkers 6 auch dem Eingang des Begrenzer-Ver-

130063/0166

PHD 80-080 stärkers 3 zugeführt und über diesen dem FM-Demodulator 4.

Dessen Aufbau ist in Fig. 2 im einzelnen dargestellt. Er besteht im wesentlichen aus einem Netzwerk, das in Abhängigkeit von der jeweiligen Frequenz die Phase des Signals in bezug auf das Eingangssignal dreht, und aus einer Multiplizierschaltung, die die beiden Signale miteinander multipliziert.

Die Multiplizierschaltung umfaßt vier über Kreuz gekoppelte Transistoren 401...404, wobei jeder der vier Transistoren eine einzige Elektrode mit jedem der drei anderen Transistoren gemeinsam hat. An die miteinander verbundenen Emitteranschlüsse der Transistoren 401 und 402 ist der Kollektor eines Transistors 405 angeschlossen und an die Emitteranschlüsse der Transistoren 403 und 404 der Kollektor eines Transistors 4o6. Die Emitter der Transistoren 405 und 406 sind miteinander verbunden und in die gemeinsame Emitterzuleitung ist eine Gleichstromquelle 407 eingeschaltet, die einen eingeprägten Strom liefert. Die miteinander verbundenen Kollektoren der Transistoren 401 und 403 sind über einen Widerstand 408 mit der positiven Speisespannungsklemme verbunden; entsprechend ist der Verbindungspunkt der Kollektoren der Transistoren 402 und 4o4 - der gleichzeitig den Ausgang des FM-Demodulators darstellt - über einen Widerstand 409 mit der positiven Speisespannungsklemme verbunden. Zwischen den Basiselektroden der Transistoren 405 und 406 wird das durch das Netzwerk in der Phase gedrehte Signal angelegt, während das Eingangssignal, das an den Klemmen 45 und 46 anliegt, zwischen den Basen der Transistoren 401 und 402 zugeführt wird, die mit den Basen der Transistoren 404 bzw. 403 verbunden sind. Insoweit ist diese Multiplizierschaltung - auch für Zwecke der Frequenzdemodulation - bekannt (vgl. DE-AS 17 66 837).

130063/0166

^ ?"· PHD 80-080

Das phasendrehende Netzwerk ist zwischen die Klemmen 45 und 46 eingeschaltet und umfaßt zwei"Kondensatoren 41 und 44 mit einer Kapazität von je 33 pF, die an die Eingangs-Hemmen 45 bzw. 46 angeschlossen sind und deren von den Eingangsklemmen abgewandte Anschlüsse über zwei in Serie geschaltete Parallelresonanzkreise 42 und 43 miteinander verbunden sind. Der Parallelresonanzkreis 42 enthält einen Kondensator mit einer Kapazität von 560 pF und ist auf die FM-Zwischenfrequenz (10,7 MHz) abgestimmt, wobei ein parallelgeschalteter Widerstand die Güte dieses Kreises auf den erforderlichen Wert (z.B. 25) herabsetzt. Der Parallelresonanzkreis 43 enthält zwei in Serie geschaltete Kondensatoren mit einer Kapazität von 820 pF bzw. 1,8 nF und ist auf die AM-Zwischenfrequenz (455 kHz) abgestimmt, wobei wiederum ein parallelgeschalteter Widerstand zur Erzielung der erforderlichen Bandbreite vorgesehen ist. Der von der Eingangsklemme abgewandte Anschluß des Kondensators 41 ist mit dem Transistor 405 verbunden und der entsprechende Anschluß des Kondensfcors 44 ist über den unteren Kondensator des Parallelresonanzkreises 43 mit der Basis des Transistors 4o6 verbunden.

Die Phasenverschiebung zwischen dem Eingangssignal und dem am Netzwerk abgegriffenen und den Basen der Transistoren 4o5 und 406 zugeführten Signal beträgt bei einer der beiden Resonanzfrequenzen 90°. Im Bereich der FM-Zwischenfrequenz stellen die Kondensatoren des auf die AM-Zwischenfrequenz abgestimmten Parallelresonanzkreises praktisch einen Kurzschluß dar, während im Bereich der AM-Zwischenfrequenz die Spule des auf die FM-Zwischenfrequenz abgestimmten Parallelresonanzkreises 42 einen Kurzschluß bildet.

Der beschriebene Frequenzdemodulator liefert somit an seiner Ausgangsklemme 400 ein Signal, dessen Amplitude der Frequenzabweichung des an den Klemmen 45, 46 zugeführten

130063/0166

PHD 80-080

Signals von der FM-ZF bzw. von der AM-ZF proportional ist und wirkt somit als FM-Demodulator für Signale im Frequenzbereich der FM-Zwischenfrequenz bzw. Ali-Zwischenfrequenz.

Wie sich aus Fig. 1 ergibt, wird das Ausgangssignal des EM-Demodulators über eine Leitung MPX einem Schalter 13 zugeführt, der bei AM-Empfang geöffnet ist. An diesen Schalter kann ein nicht näher dargesteller Schaltungsteil angeschlossen sein, der die vom FM-Hochfrequenzteil 1 empfangenen und vom Demodulator 4 demodulierten Signale weiterverarbeitet, z.B. ein Stereodekoder. Außerdem ist an den Ausgang des Frequenzdemodulator ein Integrierglied angeschlossen, das zusammen mit dem Frequenzdemodulator 4 als Phasendemodulator wirkt.

Das Integrierglied besteht aus einem Verstärker 80 mit genügend hoher Verstärkung, dessen invertierender Eingang über einen einstellbaren Widerstand 81 von 2,2 kOhm mit dem Ausgang des FM-Demodulators 4 sowie über einen Kondensator von 2,2 nF mit seinem eigenen Ausgang verbunden ist. Ein Widerstand 82, der dem Kondensator 83 parallelgeschaltet ist und der so bemessen ist, daß er lediglich bei sehr niedrigen Frequenzen (z.B. 20 Hz) den Frequenzgang des Integriergliedes beeinflußt, dient zur Herstellung definierter Gleichspannungsverhältnisse am Eingang und Ausgang des Verstärkers 80.

Das Ausgangssignal des Integriergliedes bzw. des Verstärkers 80 enthält beim Empfang eines AM-Stereosignals einerseits das Differenzsignal L-R und andererseits ein Kennsignal mit einer Frequenz von 5 Hz, das ein Kriterium für das Vorhandensein eines AM-Stereosignals bildet. Dieses Kennsignal wird über eine Stufe 11 detektiert und einer Stufe 12 zugeführt, die ein Schaltsignal liefert, das bei Vorhandensein

des Kennsignals einen Schalter 14 schließt, der den Ausgang

130063/0166

PHD 80-080

des Integriergliedes bzw. des Verstärkers 80 mit dem Eingang eines invertierenden Verstärkers 9 verbindet. Der Eingang dieses Verstärkers, an dem das Differenzsignal L-R anliegt, und sein Ausgang, an dem das invertja?te Differenzsignal -(L-R) anliegt, ist mit einem Schaltungsteil 10 verbunden, an den auch der Ausgang des Amplitudendemodulators 7 angeschlossen ist. Der Schaltungsteil 10 umfaßt eine Matrixschaltung, die aus dem Differenzsignal (L-R) bzw. dem invertierten Differenzsignal und dem Summensignal (L+R) die Signale L für den linken und R für den rechten Kanal erzeugt. Außerdem enthält der Schaltungsteil 10 zwei Verstärker zur Verstärkung der beiden Signale. An den Ausgang des Schaltungsteils sind zwei Lautsprecher 15 und 16 für die akustische Wiedergabe beider Signale angeschlossen.

Die Matrixschaltung kann gegebenenfalls Teil eines Dekoders zur Dekodierung von FM-Stereosignalen sein, denn auch dabei müssen ja Summen- und Differenzsignale kombiniert werden, um daraus Signale L, R für den linken bzw. den rechten Kanal zu erzeugen.

Bei FM-Empfang ist der AM-Hochfrequenzteil 5 des Empfängers abgeschaltet. Das Antennensignal wird über den FM-Hochfrequenzteil 1 in den Zwischenfrequenzbereich umgesetzt, verstärkt und demoduliert und über den dann geschlossenen Schalter 13 in einem nachgeschalteten Schaltungsteil weiterverarbeitet. Der Schalter 14 ist dabei geöffnet.

Bei AM-Empfang ist der FM-Hochfrequenzteil 1 abgeschaltet und das Antennensignal wird von den Komponenten 5 und 6 in den Zwischenfrequenzbereich umgesetzt und verstärkt. Wenn kein AM-Stereosignal gesendet wird, ergibt sich am Ausgang des Integriergliedes 80 kein Signal, insbesondere kein Kennsignal, weil der Träger des AM-Signals nicht phasenmoduliert ist. Der Schalter 14 ist dann geöffnet und dem

Schaltungsteil 10 mit der Matrixschaltung wird dann lediglich das Ausgangssignal des Amplitudendemodulators 7 zuge-

130063/0168

40- PHD 80-080

führt, das nach Verstärkung in gleichem Maße den Lautsprechern 15 und 16 zugeführt wird.Beim Empfang eines AM-Stereo-Kennsignals ergibt sich am Ausgang des Integriergliedes bzw. des Verstärkers 80 u.a. das Kennsignal, so daß über die Komponenten 11 und 12 der Schalter 14 geschlossen wird und das Differenzsignal, das dem Schaltungsteil (zusätzlich zum Summensignal L+R vom Ausgang des Amplitudendemodulators) direkt bzw. nach Phasenumkehr zugeführt wird und in der Matrixschaltung in die Signale L und R aufgespaltet und den Lautsprechern 15 bzw. 16 zugeführt wird.

130069/0166

Claims (3)

1. PHD 80-080

   PATENTANSPRÜCHE:

   Λ.) AM-FM-Rundfunkempfanger mit einem FM-Demodulator, der ein Netzwerk enthält, das bei der FM-Zwischenfrequenz in
   Resonanz ist, dadurch gekennzeichnet, daß zum Empfang von
   AM-Stereosignalen, bei denen das Differenzsignal (L-R) auf einen Träger phasenmoduliert ist, das AM-Zwischenfrequenzsignal dem FM-Demodulator (4) zugeführt ist, daß das Netzwerk (41...44) eine weitere Resonanzstelle bei der AM-Zwischenfrequenz aufweist, und daß hinter den FM-Demodulator (4) ein Integrierglied geschaltet ist.
2. 2. AM-FM-Rundfunkempfänger, wobei das Netzwerk einen auf die AM-Zwischenfrequenz abgestimmten Parallelresonanzkreis enthält, dadurch gekennzeichnet, daß das Netzwerk einen
   weiteren auf die AM-Zwischenfrequenz abgestimmten Parallelresonanzkreis (43) umfaßt, und daß die beiden Parallelresonanzkreise (42, 43) in Reihe geschaltet sind.
3. 3. AM-FM-Rundfunkempfanger nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei zwischen dem FM-Zwischenfrequenzteil (2)

   und dem FM-Demodulator (4) ein Begrenzer-Verstärker (3)

   geschaltet ist, dadurch gekennzeichnet, daß das AM-Zwischenfrequenzsignal dem FM-Demodulator (4) 'iber den Begrenzer-Verstärker (3) zugeführt ist.

   130083/0166