DE3034937A1

DE3034937A1 - Schaltung zur automatischen rauschunterdrueckung in einem fm-empfaenger

Info

Publication number: DE3034937A1
Application number: DE19803034937
Authority: DE
Inventors: Masaki Yokohama Kanagawa Kubota
Original assignee: Nissan Motor Co Ltd
Current assignee: Nissan Motor Co Ltd
Priority date: 1979-09-17
Filing date: 1980-09-16
Publication date: 1981-04-09
Also published as: DE3034937C2; US4379207A; JPS5646352U

Description

BESCHREIBUNG

Die Erfindung bezieht sich auf eine Schaltung zur automatischen Rauschunterdrückung in einem FM-Empfanger, die insbesondere zur Unterdrückung von höherfrequentem Rauschen in einem bei FM-Vielfachempfang gewonnenen NF-Signal geeignet ist.

FM-Rundfunkwellen in einem Frequenzbereich von etwa 10OMHz unterliegen mit wachsender Entfernung von der Sendestation einer Schwächung ihrer Feldstärke, jedoch wird bei gleicher Senderentfernung die Feldstärke an einer z.B. auf einem Hügel stehenden FM-Empfangsstation größer sein als bei einer im Tal oder zwischen hohen Gebäuden liegenden. Folglich ist die Feldstärke von der Umgebung der FM-Empfangsstation abhängig, und das Verhältnis zwischen dem Nutzsignal und dem Rauschen (nachstehend als Nutz/Störverhältnis bezeichnet) bei einem FM-Empfanger ändert sich mit der Feldstärke.

Nachstehend wird kurz ein herkömmlicher FM-Empfanger, der eine Rauschunterdrückungsschaltung zum Ausgleich von Änderungen des Nutz/Störverhältnisses enthält, beschrieben.

Hinter einem HF-Verstärker und einem Mischer oder dgl.

wird ein FM-ZF-Signal gewonnen, durch einen FM-ZF-Verstärker verstärkt, in einer Begrenzerschaltung geformt, durch einen FM-Detektor demoduliert und in einem Mehrfachsystem durch einen Stereo-Decodierer in Signale für zwei Kanäle (L und R) getrennt. Das demodulierte Ausgangssignal wird in einen Nachentzerrer geleitet, um durch eine Verstärkungsminderung der in einer Voranhebungsschaltung eines FM-Sender übermäßig angehobenen Hochfrequenzkomponenten diese wieder auf ihren ursprünglichen Verstärkungswert zurückzuführen. Danach werden die zweikanaligen Signale durch NF-

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Verstärker verstärkt.

Gleichzeitig erzeugt ein AM-Detektor aus dem FM-ZF-Signal des FM-ZF-Verstärkers ein Hüllkurvensignal zu den durch die oben erwähnten Feldstärkeänderungen hervorgerufenen Amplitudenschwankungen, .die etwa eine Frequenz 20 bis 100 Hz haben. Aus diesem Hüllkurvensignal gewinnt eine Steuerschaltung ein dem Eingangssignalpegel entsprechendes Steuersignal, das in drei z.B. als Spannung/Widerstand-Wandler ausgebildete Dämpfungselemente gelangt, welche den Betrag der Dämpfung regulieren. Ein Dämpungselement ist zwischen Masse sowie über einen nur Hochfrequenzsignale durchlassenden Kondensator an jeden Ausgangsanschluß angeschlossen, und das dritte Dämpfungsglied ist über einen als HF-Bypass und Stereo-Trennelement dienenden Kondensator mit beiden Ausgängeh des Stereo-Decodierers verbunden.

Wenn die Feldstärke schwächer wird und das FM-Hüllsignal zurückgeht, dann wird zwecks Verbesserung des Nutz/Störverhältnisses des FM-Empfängers der hochfrequente Anteil des von dem Stereo-Decodierer kommenden FM-Hüllsignals bedämpft und der Stereo-Trennungsgrad vermindert. Jedoch hat ein derartiger herkömmlicher FM-Empfanger folgenden Nachteil: Weil zwecks Rauschunterdrückung, wie erläutert, sich die Kopplungsfaktoren der drei Kondensatoren in Abhängigkeit von der Feldstärkeschwankung im relativ niedrigen Frequenzbereich ändern, kann das durch reflektierte Signale verursachte amplitudenmodulierte Signalrauschen (1-5OkHz) des Trägers der direkt empfangenen Welle nicht herausgefiltert und somit bei Mehrwegempfang nicht unterdrückt werden.

Ganz besonders ist ein FM-Empfänger in einem Kraftfahrzeug

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dem durch Mehrwegempfang hervorgerufenen Rauschen ausgesetzt, denn durch die sich während der Fahrt ständig ändernde Umgebung des Fahrzeugs kommt es zu einem ausgeprägten Empfang auf mehreren Wegen.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine insbesondere für einen in ein Kraftfahrzeug eingebauten FM-Empfänger geeignete automatische Rauschunterdrückungsschaltung aufzuzeigen.

Die erfindungsgemäße Lösung der gestellten Aufgabe ist kurzgefasst im Patentanspruch 1 angegeben.

Vorteilhafte Weiterbildungen des Erfindungsgedankens sind in Unteransprüchen gekennzeichnet.

Die erfindungsgemäße Schaltung zur automatischen Rauschunterdrückung zeichnet sich dadurch aus, daß sie die durch Mehrwegempfang verursachte amplitudenmodulierte Signalkomponente des FM-ZF-Signals ermittelt und abhängig von der Größe des ermittelten Signalpegels automatisch den HF-Anteil des NF-Signals abschneidet sowie bei einem Stereo-System die Trennung zwischen den beiden Stereo-NF-Signalkanälen im hochfrequenten Bereich vermindert.

Nachstehend wird ein die Merkmale der Erfindung aufweisendes Ausführungsbeispiel unter Bezugnahme auf eine Zeichnung näher erläutert. Darin zeigen:

Fig. 1 ein Teil-Blockschaltbild eines FM-Empfängers

mit herkömmlicher Rauschunterdrückungsschaltung, und

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Fig. 2 ein schematisches Blockschaltbild eines bebevorzugten Ausführungsbeispiels einer erfindungsgemäßen Schaltung zur automatischen Rauschunterdrückung in einem FM-Empfanger gem. Fig. 1.

Der eine herkömmliche Rauschunterdrückungsschaltung enthaltene FM-Empfanger von Fig. 1 enthält einen FM-ZF-Verstärker 1 zur Verstärkung eines im nicht dargestellten vorderen Bereich des Empfängers erzeugten FM-ZF-Signals IF. Ein FM-Detektor 2 demoduliert das FM-Signal nach Unterdrückung von Amplitudenschwankungen durch einen Begrenzer, und ein Stereo-Decodierer 3 trennt das demodulierte FM-Signal in zwei MuI-tiplex-Signale auf, eines für den linken und eines für den rechten Stereo-Kanal, von denen jeder einen NF-Verstärker 4 bzw. 5 enthält. Das ein durch Mehrwegempfang verursachtes Echosignal enthaltende ZF-Signal IF wird durch einen AM-Detektor 6 demoduliert, und eine Steuerschaltung 7 erzeugt eine dem Ausgangssignalpegel des Detektors 6 entsprechendes Steuersignal, welches in drei beispielsweise als Spannung/ Widerstand-Wandler ausgebildete Dämpfungselemente 8, 9 und 10 zur Regulierung der Dämpfiingsgröße eingespeist wird. Das Dämpfungselement 8 liegt in Serie mit einem Kondensator C. zwischen Masse und dem Ausgang des Stereo-Decodierers 3 für den linken Kanal und dient als Bypass mit gesteuerter Dämpfung für hochfrequente Signalanteile an dem linken Kanal mit dem NF-Verstärker 4. Einen ähnlichen Hochfrequenz-Kurzschlußpfad bildet die Kombination aus dem Dämpfungselement 9 und Kondensator C„ am rechten Stereo-Kanal. Das Dämpfungsglied 10 mit dem Serien-Kondensator C₃ überbrückt die beiden Kanalausgänge des Stereo-Decodierers 3 und vermindert in ähnlicher Weise die Stereo-Trennung im oberen Frequenzbereich.

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Durch Änderung des Dämpfungsgrades werden die Kopplungsfaktoren dieser Kondensatoren so geändert, daß die oberen Frequenzbereiche des NF-Signals weitgehend unterdrückt und der Stereo-Trennungsgrad stark reduziert wird.

Diese herkömmliche Rauschunterdrückungsschaltung eines FM-Empfängers hat einen Nachteil: Weil sich die Kopplungsfaktoren der Kondensatoren C₁, C₂ und C-. zur Rauschunterdrückung entsprechend der Feldstärkeänderung im relativ niedrigen Frequenzbereich ändern, bleibt der durch Mehrwegempfang verursachte amplitudenmodulierte Anteil (von 1 bis 5OkHz) des FM-Signalträger unberücksichtigt, und das durch Mehrwegempfang verursachte Rauschen wird nicht unterdrückt. Bekanntlich werden FM-Empfanger in Kraftfahrzeugen besondern stark durch Mehrwegempfang gestört.

Fig. 2 zeigt einen mit dem bevorzugten Ausführungsbeispiel einer erfindungsgemäßen Schaltung zur automatischen Rauschunterdrückung ausgerüsteten FM-Empfanger, von dem nachstehend nur die sich von Fig. 2 unterscheidenden Einzelheiten erläutert werden. Die Schaltung enthält einen Mehrweg-Detektor 11 zur Gewinnung eines amplitudenitiodulierten Echosignals eines FM-ZF-Signals und zur Abgabe eines dessen Größe entsprechenden Steuersignals (Spannung). Die erste Stufe des Detektors 11 ist ein Verstärker 12 mit automatischer Verstärkungsregelung, dessen Ausgangssignal in einen ersten AM-Detektor 13 geht, welcher ein dem durch den Mehrwegempfang verursachten amplitudenmodulierten Frequenzanteil entsprechendes Hüllkurvensignal erzeugt und über einen den Gleichstromanteil und NF-Schwankungen unterdrückenden Kondensator C in einen zweiten AM-Detektor 14 einspeist. Das den Kondensator C passierende Signal enthält nur die Amplitudenänderungen

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in einem Frequenzbereich von 1 bis 50 kHz, wie sie der durch hohe Gebäude und Hügel erzeugten Vielfachreflexion entsprechen. Aus diesem Signal erzeugt ein zweiter AM-Detektor 14 nach Glättung eine dem Rauschpegel entsprechende Gleichspannung, aus welcher eine die letzte Stufe des Mehrweg-Detektors 11 bildende Steuerschaltung 7 passende Spannungen zur Ansteuerung der Dämpfungselemente 8, 9 und 10 erzeugt.

Als Dämpfungselemente 8 und 9 können z.B. aus je einem Phototransistor und einer Leuchtdiode bestehende Photokoppler benutzt werden, und das Dämpfungselement 10 kann durch eine CdS-Photozelle und eine Leuchtdiode gebildet sein.

Bei dem bevorzugten Ausführungsbeispiel werden sowohl die Unterdrückung des oberen Frequenzbereichs als auch der Grad der Stereo-Trennung kontrolliert. Alternativ kann auch nur entweder die eine oder die andere Größe kontrolliert werden.

Die erfindungsgemäße Schaltung zur Rauschunterdrückung ermittelt einen durch Mehrfachempfang hervorgerufenen amplitudenmodulierten Signalanteil in dem FM-ZF-Signal und reduziert den oberen Frequenzbereich des ausgehenden FM-Signals automatisch entsprechend der Größe des amplitudenmodulierten Signalanteils. Folglich wird ein mit einer erfindungsgemäßen Schaltung zur automatischen Rauschunterdrückung ausgerüsteter FM-Empfänger - vorausgesetzt die Feldstärke unterschreitet nicht einen bestimmten Mindestpegel - das durch Mehrfachempfang verursachte Rauschen wirksam unterdrücken und ein sehr gutes Nutz/Störverhält-

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nis haben. Dieser Effekt macht sich besonders angenehm bei einem FM-Empfänger eines Kraftfahrzeugs bemerkbar.

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Claims

TER MEER-MÜLLER-STEINMEISTER

Beim Europäischen Patentamt zugelassene Vertreter — Professional Representatives before the European Patent Office Mandatalres agrees pres !'Office european des brevets

Dipl.-Chem. Dr. N. ter Meer Dipl -Ing. H. Steinmeister

DIpWn₀. F. E. Müller siekerwall 7,

Triftstrasse 4,

D-80O0 MÜNCHEN 22 D-48OO BIELEFELD 1

WG 0260/193(2) ¹⁶· September 1980

Mü/Gdt/Kü

NISSAN MOTOR COMPANY, LTD. No. 2, Takara-cho, Kanagawa-ku, Yokohama-shi, Kanagawa-ken, Japan

Schaltung zur automatischen Rauschunterdrückung in einem FM-Empfänger

Priorität: 17. September 1979, Japan, No. 54-126993/1979

PATENTANSPRÜCHE

'1./Schaltung zur automatischen Rauschunterdrückung in einem ^v FM-Empfänger,

gekennzeichnet durch - einen Mehrwegdetektor (11) zur Ermittlung eines durch Mehrwegempfang hervorgerufenen amplitudenmodulierten Signals in einem FM-ZF-Signal und zur Abgabe eines der Größe des amplitudenmodulierten Signals entsprechenden

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Steuersignals, und

- mindestens eine HF-Abtrennschaltung (C₁-S, C«-9, C₃-IO) zur Bedämpfung von höherfrequenten Signalanteilen eines NF-Signals in Abhängigkeit von dem Steuersignal des Mehrwegdetektors.
2. Schaltung nach Anspruch 1,

dadurch gekennzeichnet, daß jede von mehreren NF-Signalabgabeschaltungen eine HF-Abtrennschaltung, und zwischen einem NF-Signalabgabeschaltung-Paar eine zusätzliche HF-Abtrennschaltung zur Verminderung der Stereo-Trennung aufweist.
3. Schaltung nach Anspruch 1 oder 2,

dadurch gekennzeichnet, daß der Mehrwegdetektor (11)

- einen an einen ZF-Verstärker des FM-Empfängers angeschlossenen Verstärker (12) mit automatischer Verstärkungsregelung,

- einen den Ausgang des Verstärkers aufnehmenden und daraus ein Hüllkurvensignal erzeugenden ersten AM-Detektor (13),

- einen das Hüllkurvensignal des ersten AM-Detektors übertragenden und darin enthaltene NF-Signalanteile und Gleichstromanteile abschneidenden Kondensator (C), und

- einen mit dem Kondensator in Serie geschalteten zweiten AM-Detektor (14) zur Gewinnung eines amplitudenmodulierte Signalanteile enthaltenden anderen Signals aus dem durch den Kondensator gelangten Signal und zur

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Abgabe einer von dem gewonnenen Signal abhängigen Gleichspannung
enthält.
4. Schaltung nach Anspruch 3,

dadurch gekennzeichnet, daß die Frequenz des von dem Mehrwegdetektor ermittelten Signals in einem Bereich zwischen 1 und 50 kHz liegt.

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