DE3107970C2

DE3107970C2 - FM-Empfänger mit wenigstens zwei Antennen

Info

Publication number: DE3107970C2
Application number: DE3107970A
Authority: DE
Inventors: Shintaro Gomi; Katsuaki Kawagoe Saitama Kawamura; Yasuhiro Tokorozawa Saitama Oshime; Junichi Shibata; Masashi Shimakata; Shigeki Takeda
Original assignee: Pioneer Electronic Corp
Current assignee: Pioneer Corp
Priority date: 1980-03-03
Filing date: 1981-03-03
Publication date: 1983-09-29
Also published as: GB2071465B; DE3107970A1; GB2071465A; US4370522A

Abstract

FM-Empfänger mit einer Reihe von Antennen zur Verwendung bei einem sich bewegenden Fahrzeug, beispielsweise einem Kraftfahrzeug, wobei der FM-Empfänger mit einer Einrichtung versehen ist, die automatisch ein Mehrwegerauschen vermeidet. Diese Einrichtung arbeitet so, daß sie diejenige Antenne mit einem FM-Turner verbindet, die augenblicklich die besten Empfangsverhältnisse hat.

Description

im niederfrequenten Signal vom Demodulator beseitigt oder unterdrückt wird und erst danach das von dem impulsförmigen Rauschen befreite Signal an der Schaltung liegt, die das Steuersignal für die Schalteinrichtung zum Umschalten zwischen den Antennen liefert. In dieser Weise wird erreicht, daß ein derartiges Steuersignal nicht von dem impulsiormigen hochfrequenten Rauschen im Empfangssignal ausgelöst werden kann.

Besonders bevorzugte Weiterbildungen des erfindungsgemäiien FM-Empfängers sind Gegenstand der Patentansprüche 2 bis 5.

Im folgenden werden anhand der Zeichnung bevorzugte Ausführungsbeispiele der Erfindung näher erläutert. Es zeigt

Fig. 1 ein schematisches Blockschaltbild eines Ausführungsbeispiels der Erfindung,

F i g. 2 ein schematisches Blockschaltbild eines weiteren Ausführungsbeispiels der Erfindung,

Fig.3A und 3B die Wellenformen der von den Antennen empfangenen Signale,

F i g. 3C die Wellenform des Signals an der Eingangsschaltung,

F i g. 3D die Wellenform des Signals, das am Ausgang der Demodulationsschaltung auftritt,

F i g. 3E die Wellenform des Signals, das am Ausgang der Rauschimpulsunterdrückungseinrichtung auftritt,

F i g. 3F und 3G die Wellenformen der Signale, die am Eingang und am Ausgang der Detektor- und Wellenformerschaltung jeweils auftreten, und

Fig.3H die Wellenform des Signals am Ausgang einer Detektorschaltung für das Mehrwegerauschen.

Das in Fig. 1 der Zeichnung dargestellte Ausführungsbeispiel des erfindungsgemäßen FM-Empfängers weist vorzugsweise zwei Empfangsrichtantennen 1 und 2 auf. Die zwei Empfangsrichtantennen t und 2 werden jeweils beispielsweise von zwei Rahmenantennen gebildet, die in vertikalen Ebenen angeordnet sind, die einander im wesentlichen im rechten Winkel kreuzen, so daß ihre Richtungen der maximalen Empfindlichkeit im wesentlichen senkrecht zueinander in einer horizontalen Ebene stehen. Funkwellen mit Wellenformen, wie sie in Fig.3A und 3B dargestellt sind, werden von den Antennen 1 und 2 empfangen und selektiv über eine Schaltung 4 mit Schalterfunktion einer Demodulationsschaltung zugeführt. Die Demodulationsschaltung umfaßt eine Eingangsschaltung 3, einen Zwischenfrequenzverstärker 5 und eine FM-Detektorschaltung 6. Die Funkwelle mit einer Wellenform, wie sie in Fig. 3C dargestellt ist, liegt an der Eingangsschaltung 3 und wird in ein Zwischenfrequenzsignal durch die Eingangsschaltung 3 umgewandelt und anschließend dem Zwischenfrequenzverstärker 5 zugeführt. Das Ausgangs^ignal des Verstärkers 5 liegt an der FM-Detektorschaltung 6, in der das empfangene frequenzmodulierte Trägersignal in ein Signal demoduliert wird, das eine Wellenform hat, wie es in Fi g. 3D dargestellt ist, und das im wesentlichen dem ursprünglichen Modulationssignal entspricht. Dieses Signal wird auf den Eingang einer Rauschimpulsunterdrückungsschaltung 7 übertragen. Die Rauschimpulsunterdrückungsschaltung 7 ist an sich bekannt und umfaßt eine Verzögerungsschaltung 71, die mit der FM-Detektorschaltung 6 verbunden ist, ein Hochpaßfilter 72, das gleichfalls mit der FM-Detektorschaltung 6 verbunden ist, um Rauschanteile im Ausgangssignal der Schaltung 6 mit Frequenzen über einer bestimmten Grenzfi-equcnz wahrzunehmen, eine Triggerschaltung 73, die mit dem Filter 72 verbunden ist und auf die Rauschanteile in der demodulierten Signalwelle ansprechend ein Triggersigna] erzeugt ein logisches Verknüpfungsglied 74, das mit der Verzögerungsschaltung 71 verbunden ist um die Übertragung eines Signals von der FM-Detekiorschaltung 6 auf die Muitiplex-Decoder- oder Multiplex-Entflechtungsschaltung 8 auf ein Triggersignal von der Triggerschaltung 73 ansprechend zu blockieren und eine Pegelhalteschaltung 75, die beim Blockieren des Ausgangssignal der

ι ο Rauschimpulsunterdrückungsschaltung 7 auf den letzten Pegel des demodulierten Signales hält, der kurz vor dem Sperren des Verknüpfungsgliedes erzeugt wurde. Die Rauschimpulsunterdrückungsschaltung 7 nimmt Rauschimpulse mit Frequenzen über der bestimmten Grenzfrequenz des Filters 72 wahr und unterdrückt diese Rauschimpulse durch ein Schließen des Verknüpfungsgliedes 74. Die Multiplex-Entfiechungsschaltung 8 empfängt daher ein Signal mit einer Wellenform, die in Fig.3E dargestellt ist und keine Rauschimpulsanteile enthält, und trennt das empfangene Signal, das gebündelte Tonsignale umfaßt, in die Originaltonsignale für den linken und rechten Kanal, die von den Klemmen 8 Z. und SR jeweils ausgegeben werden.

Der FM-Empfänger weist eine Mehrwegerausch-De-

-⁵ tektorschaltung 10 auf, die ein Hochpaßfilter 101 umfaßt, das mit dem Ausgang der Rauschimpulsunterdrückungssehaltung 7 verbunden ist. Die Grenzfrequenz des Filters 101 ist auf einen Wert im wesentlichen gleich 100 kHz vorbestimmt, der unter der Grenzfrequenz des

^J0 Filters 72 der Rauschunterdrückungsschaltung 7 liegt, um nur Mehrwegerauschanteile wahrzunehmen. Die Mehrwegerausch-Detektorschaltung 10 umfaßt weiterhin einen Verstärker 102, der mit dem Filter 101 verbunden ist, eine Detektor- und Wellenformerschal-

ⁱ⁼< tung 103, die mit dem Verstärker 102 verbunden ist und die Mehrwegerauschanteile vom Filter 101 mit einer Wellenform, wie sie in Fig. 3F dargestellt ist, wahrnimmt und in Rechteckimpulse formt, deren Wellenform in Fig.3G dargestellt ist, und eine Schmitt-Triggerschaltung 104, die auf das Ausgangssignal der Detektor- und Wellenformerschaltung 103 anspricht, um einen bistabilen Multivibrator 105 anzusteuern. Der bistabile Multivibrator 105 ändert seinen Zustand, so daß er abwechselnd eine von zwei bestimmten > Gleichspannungen oder Steuersignale mit einer Wellenform, wie sie in Fig. 3H dargestellt ist, auf die Ausgangsimpulse der Triggerschaltung 104 erzeugt, von denen jeder einem Mehrwegerauschen entspricht. Die Schaltung 4 mit Schalterfunktion verbindet abwech-

"'" selnd eine der Antennen 1 und 2 mit dem Eingang der Eingangsschaltung 3 auf die Steuersignale ansprechend.

Aus dem Obigen ist ersichtlich, daß eine Funkwelle,

die von einer der beiden Antennen 1 und 2 empfangen wird, durch die Schaltungen 3, 5 und 6 in das Original-Moduliersignal demoduliert wird, das anschließend durch die Rauschimpulsunterdrückungseinrichtung 7 derart gefiltert wird, daß hochfrequente Rauschanteile, die beispielsweise von den Zündungen der Zündkerzen des Kraftfahrzeuges stammen, aus dem demodulierten Signal entfernt werden. Bei dem in Fig. 1 dargestellten Empfänger werden Rauschanteile aufgrund der Mehrwegeübertragung mit Frequenzen über 100 kHz durch die Mehrwegerausch-Detektorschaitung 10 wahrgenommen, wobei diese Schaltung 10 die Schaltung 4 mit Schalterfunktion so steuert, daß sie sofort von einer der Antennen 1 und 2 mit schlechten Empfangsverhältnissen auf die andere Antenne mit besseren Empfangsverhältnissen immer dann umschal-

tet, wenn durch die Schaltung 10 ein Mehrwegerauschen wahrgenommen wird.

Bei dem in F i g. 1 dargestellten Ausführungsbeispiel umfaßt die Einrichtung zum Unterdrücken der Rauschimpulse im wesentlichen eine einzige Rauschimpulsunterdrückungsschaltung, die an einem Ende mit dem FM-Detektor 6 und am anderen Ende mit der Multiplex-Entflechtungsschaltung 8 verbunden ist, während das zweite in Fig.2 dargestellte Ausführungsbeispiel eine Rauschimpulsunterdrückungseinrichtung auf- ι ο weist, die im wesentlichen die Grundrauschunterdrükkungsschaltung und eine zusätzliche Rauschunterdrükkungsschaltung Ta und Tb umfaßt, von denen jede in ähnlicher Weise, wie beim ersten Ausführungsbeispiel in Fig. 1, aufgebaut ist. Das zweite in Fig. 2 dargestellte Ausführungsbeispiel ist im wesentlichen gleich dem ersten in Fig. 1 dargestellten Ausführungsbeispiel mit der Ausnahme des Aufbaus der Rauschimpulsunterdrükkungseinrichtung, so daß die anderen Bauteile nicht nochmals beschrieben werden.

Die Grundrauschimpuls-Unterdrückungsschaltung Ta ist zwischen dem Ausgang des FM-Detektors 6 und dem Eingang der Multiplex-Entflechtungsschaitung 8 vorgesehen, während die zweite zusätzliche Rauschimpulsunterdrückungsschaltung Tb zwischen dem Ausgang des FM-Detektors 6 und dem Eingang der Mehrwegerausch-Detektorschaltung 10 vorgesehen ist. Bei diesem Ausführungsbeispiel ergibt sich somit der Vorteil, daß die Filtergrenzfrequenz für das Eingangssignal der Mehrwegerausch-Detektorschaltung 10 unabhängig von der Grenzfrequenz für das Eingangssignal der Multiplex-Entflechtungsschaltung 8 festgelegt werden kann.

Die Mehrwegerausch-Detektorschaltung 10, die gemäß der Erfindung vorgesehen ist, wird nicht durch hochfrequente Rauschimpulse, beispielsweise durch ein Zündrauschen, beeinflußt, da ein derartiges unerwünschtes Rauschen nahezu vollständig durch die Rauschimpulsunterdrückungseinrichtung selbst dann beseitigt wird, wenn ein derartiges Rauschen von den Antennen aufgenommen wird. Das hat zur Folge, daß die Mehrwegerausch-Detektorschaltung 10 eine hohe Empfindlichkeit haben kann, so daß die Zeitspanne, während der ein Mehrwegerauschen an den Ausgängen SL und 8/? der Multiplex-Entflechtungsschaltung 8 auftritt, kürzer wird.

Bei dem erfindungsgemäßen FM-Empfänger wird diejenige Empfangsantenne, die augenblicklich bessere Empfangsverhältnisse als die andere Antenne bezüglich der Mehrwegeübertragung hat, immer durch die Demodulationsschaltung wahrgenommen, so daß sich der erfindungsgemäße FM-Empfänger insbesondere für ein sich bewegendes Fahrzeug, beispielsweise für ein Kraftfahrzeug, eignet.

Hierzu 3 Blatt Zeichnungen

Claims

Patentansprüche:

1. FM-Empfänger mit wenigstens zwei Antennen, deren Richtungen maximaler Empfindlichkeit voneinander verschieden sind, einer Demoduliereinrichtung, die das anliegende frequenzmodulierte Signal in ein niederfrequentes Signal demoduliert, das dem Originalmoduliersignal entspricht, und einer Schalteinrichtung, die zwischen die Antennen und die Demoduliereinrichtung geschaltet ist und auf ein Steuersignal ansprechend abwechselnd eine der Antennen mit der Demoduliereinrichtung verbindet, gekennzeichnet durch eine Detektoreinrichtung (7, 7b, 10), die auf ein im niederfrequenten Signal enthaltenes Rauschen ansprechend das Steuersignal für die Schalteinrichtung (4) erzeugt und die eine Rauschunterdrückungsschaltung (7,7b), die ein impulsförmiges Rauschen unterdrückt, das im niederfrequenten Signal enthalten ist und nur kurzzeitig auftritt, und eine Mehrwegerauschdetektorschaltung (10) umfaßt, die mit der Rauschunterdrückungsschaltung (7, 7b) verbunden ist und das Steuersignal dann erzeugt, wenn das Ausgangssignal der Rauschunterdrückungsschaltung (7, 7b) ein Mehrwegerauschen enthält.

2. FM-Empfänger nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Rauschunterdrückungsschaltung (7, 7b) eine Verzögerungsschaltung (71), die dem niederfrequenten Signal eine bestimmte Verzögerung gibt, ein Hochpaßfilter (72), das erste hochfrequente Signalanteile im niederfrequenten Signal durchläßt, eine Triggerschaltung (73), die einen Steuerimpuls mit bestimmter Impulsbreite auf die ersten hochfrequenten Anteile ansprechend erzeugt und ein logisches Verknüpfungsglied (74) enthält, das dann, wenn der Steuerimpuls anliegt, den Durchgang des verzögerten niederfrequenten Signals sperrt.

3. FM-Empfänger nach Anspruch 1 oder 2, gekennzeichnet durch eine Trennschaltung (8), an der das Ausgangssignal von der Rauschunterdrükkungsschaltung (7, 7b) liegt und die das anliegende Signal in die Signale für den rechten und linken Kanal bei einer Mehrkanalwiedergabe trennt.

4. FM-Empfänger nach Anspruch 1 oder 2, gekennzeichnet durch eine Trennschaltung (8), an der das Signal von einer weiteren Rauschunterdrükkungsschaltung(7a_/(liegt, die mit der Demoduliereinrichtung (3, 5, 6) verbunden ist, wobei die Trennschaltung (8) das anliegende Signal in die Signale für den rechten und linken Kanal bei einer Mehrkanalwiedergabe trennt.

5. FM-Empfänger nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die Schaltung (10), die das Steuersignal für die Schalteinrichtung (4) erzeugt, ein Hochpaßfilter (101), das zweite hochfrequente Anteile im niederfrequenten Signal durchläßt, das von der Rauschunterdrückungsschaitung (7, 7b) kommt eine Schmitt-Triggerschaltung (104), die ein Triggersignal erzeugt, wenn die Amplitude der zweiten hochfrequenten Anteile einen vorbestimmten Pegel überschreitet, und einen bistabilen Multivibrator (105) umfaßt, der seinen Zustand auf das Triggersignal ansprechend ändert, um das Steuersignal zu erzeugen.

Die Erfindung betrifft einen FM-Emfpänger mit wenigstens zwei Antennen, deren Richtungen maximaler Empfindlichkeit voneinander verschieden sind, einer Demoduliereinrichtung, die das anliegende frequenzmodulierte Signal in ein niederfrequentes Signal demoduliert, das dem Originalmoduliersignal entspricht, und einer Schalteinrichtung, die zwischen die Antennen und die Demoduliereinrichtung geschaltet ist und auf ein Steuersignal ansprechend abwechselnd eine der Antennen mit der Demoduliereinrichtung verbindet Ein derartiger FM-Empfänger ist aus der DE-OS 25 14 181 bekannt.

Es isi weiterhin allgemein bekannt, daß beim FM-Funkverkehr in den empfangenen Signalfunkwellen Rauschanteile enthalten sind, die auf eine Mehrwegeübertragung der frequenzmodulierten Signalfunkwelle zurückzuführen sind. Dieses Problem beim FM-Funkverkehr ist besonders dann von Bedeutung, wenn der Empfänger in einem Fahrzeug, beispielsweise einem Kraftfahrzeug angeordnet ist, da alle Streuobjekte auf dem Boden eine Mehrwegeübertragung der Funkwellen hervorrufen können und ein Kraftfahrzeug über derartige Objekte oder zwischen derartigen Objekten hinduich fährt.

Bei dem eingangs beschriebenen bekannten FM-Empfänger wird das Mehrwegerauschen im empfangenen Signal dadurch herabgesetzt, daß auf das Mehrwegerr.uschen im Signal ansprechend ein Steuersignal erzeugt wird, auf das die Schalteinrichtung anspricht, um wahlweise auf diejenige Antenne mit besseren Empfangsverhältnissen umzuschalten.

Wenn ein derartiger Empfänger jedoch in einem Kraftfahrzeug vorgesehen ist, ist im empfangenen Signal neben dem Mehrwegerauschen ein weiterer impulsförmiger und hochfrequenter Rauschanteil enthalten. Dieser Rauschanteil stammt beispielsweise von den elektrischen Entladungen der Zündkerzen des Kraftfahrzeuges. Da im empfangenen Signal somit sowohl °in hochfrequentes Rauschen, das von der Zündung stammt, als auch das Mehrwegerauschen enthalten sind, spricht die Schalteinrichtung bei dem bekannten FM-Empfänger auch auf das impulsförmige Rauschen von der Zündung an, so daß auch dieses impulsförmige Rauschen von der Zündung ein Umschalten auf eine jeweils andere Antenne zur Folge hat, was aufgrund der Natur des impulsförmigen Rauschens wirkungslos und damit unnötig ist.

Die der Erfindung zugrunde liegende Aufgabe besteht daher darin, den bekannten FM-Empfänger der eingangs genannten Art so weiterzubilden, daß die Umschaltung auf eine jeweils andere Empfangsantenne nicht durch das Auftreten des impulsförmigen Rauschens ausgelöst wird.

Diese Aufgabe wird gemäß der Erfindung durch eine Detektoreinrichtung gelöst, die auf ein im niederfrequenten Signal enthaltendes Rauschen ansprechend das Steuersignal für die Schalteinrichtung erzeugt und die eine Rauschunterdrückungsschaltung, die ein impulsförmiges Rauschen unterdrückt, das im niederfrequenten Signal enthalten ist und nur kurzzeitig auftritt, und eine Mehrwegerauschdetektorschaltung umfaßt, die mit der Rauschunterdrückungsschaltung verbunden ist und das Steuersignal dann erzeugt, wenn das Ausgangssignal der Rauschunterdrückungsschahung ein Mehrwegerauschen enthält.

Bei dem erfindungsgemäßen FM-Empfänger wird somit zunächst dafür gesorgt, daß das impulsförmige Rauschen, das beispielsweise von der Zündung stammt.