-
-
Schaltungsanordnung zum Detektieren jeweils eines von zwei
-
Kennsignalen Die Erfindung betrifft eine Schaltungsanordnung zum Detektieren
jeweils eines von zwei Kennsignalen mit vorgegebenen Frequenzen mit einem aus einer
Anzahl bistabiler Kippstufen bestehenden Frequenzteiler, dem ein Taktsignal mit
definierter Frequenz zugeführt wird.
-
Eine solche Schaltungsanordnung ist im wesentlichen aus der JA-PS
55-110 480 bekannt. Bei der bekannten Schaltung ist dem Frequenzteiler ein Umsetzer
- offenbar ein D-Flip-Flop - nachgeschaltet, dessen Eingängen das Ausgangssignal
des Frequenzteilers und das Kennsignal zugeführt werden und der ein Signal mit der
Differenzfrequenz bildet, das einem Zähler zugeführt wird, der mit einer Aneeigeeinrichtung
gekoppelt ist.
-
Weiterhin ist aus der DE-AS 25 18 102 eine Schaltungsanordnung zum
Detektieren von Bereichs-Kennsignalen bekannt, von denen bei Verkehrsfunksendungen
jeweils eine auf ein Verkehrsfunksender-Kennsignal aufmoduliert ist. Dabei wird
das Verkehrsfunk-Kennsignal einem Zähler zugeführt, der die Nulldurchgänge des Signals
während einer durch die Periodendauer des Bereichs-Kennsignals - bzw. einen Bruchteil
der Periodendauer - gegebenen Zeitspanne zählt.
-
Der Ausgang des Zählers ist mit einem Kodewandler verbunden, der in
Abhängigkeit vom Zählerstand und damit in Abhängigkeit von der jeweiligen Bereichs-Kennfrequenz
eine Anzeigeeinrichtung steuert.
-
Künftig werden in der Bundesrepublik Deutschland bei Fernsehsendungen
Stereo- bzw. Zweiton-Übertragungen
möglich sein, die durch verschiedene
Kennsignale gekennzeichnet sind. Diese Kennsignale könnten grundsätzlich bei entsprechender
Ausgestaltung auch mit den bekannten Schaltungen detektiert werden, doch ist der
Aufwand dafür relativ groß.
-
Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist es, eine insbesondere leicht
in integrierter Schaltungstechnik ausführbare, einfache Schaltung zum Detektieren
bzw. Identifizieren der Kennsignale zu schaffen. Diese Aufgabe wird ausgehend von
einer Schaltungsanordnung der eingangs genannten Art dadurch gelöst, daß Mittel
zum Blockieren und Freigeben des Frequenzteilers im Takte des Kennsignals vorgegeben
sind, daß die Frequenz des Taktsignals und die Zahl der bistabilen Kippstufen so
gewählt sind, daß die Frequenz des Ausgangssignals wenigstens einer Stufe zwischen
der Frequenz der beiden Kennsignale liegt, und daß der Ausgang dieser Stufe mit
einem Speicher gekoppelt ist, der das am Ende des Freigabezeitraums an seinem Eingang
anliegende Signal speichert.
-
Eine Weiterbildung der Erfindung, die davon ausgeht, daß jeweils eines
der beiden Kennsignale auf einen Träger moduliert ist - wie es bei der geplanten
Stereo/Zweiton-Ubertragung der Fall ist - sieht vor, daß der Träger als Taktsignal
dem Eingang des Frequenzteilers zugeführt wird. Ein besonderer Taktgenerator zur
Erzeugung eines Taktsignals ist hierbei nicht mehr erforderlich.
-
Eine andere Weiterbildung der Erfindung sieht vor, daß das Kennsignal
den Rücksetzeingängen der bistabilen Kippstufen zugeführt wird. Das Blockieren bzw.
Freigeben des Frequenzteilers erfolgt hierdurch also durch die den Rücksetzeingängen
der bistabilen Kippstufen des Frequenzteilers zugeführten Kennsignale.
-
In weiterer Ausgestaltung der Erfindung ist vorgesehen, daß der Speicher
als D-Flip-Flop ausgebildet ist, dessen Takteingang das Kennsignal zugeführt wird
und dessen Dateneingang mit dem Ausgang derjenigen bistabilen Kippstufe verbunden
ist, deren Ausgangssignal eine zwischen den Frequenzen der Kennsignale liegende
Frequenz hat. Auch die bistabilen Kippstufen des Frequenzteilers können als D-Flip-Flops
ausgebildet sein, so daß insgesamt nur eine bestimmte Anzahl bistabiler Kippschaltungen
erforderlich sind, die sich leicht in integrierter Schaltungstechnik, insbesondere
in I2L-Technik, realisieren lassen.
-
Die Erfindung wird nachstehend anhand eines Ausführungsbeispiels näher
erläutert. Es zeigen Fig. 1 einen Fernsehempfänger mit einer erfindungsgemäßen Schaltung,
Fig. 2a die erfindungsgemäße Schaltung, Fig. 2b die Anschlüsse der dabei verwendeten
bistabilen Kippstufen, und Fig. 3a bis 3f den zeitlichen Verlauf verschiedener dabei
auftretender Signale.
-
Bei dem in Fig. 1 dargestellten Fernsehempfänger wird das von einer
Antenne 1 empfangene hochfrequente Signal im Hochfrequenzteil 2 verstärkt und mit
einer Oszillatorfrequenz gemischt. Die dabei gebildete Zwischenfrequenz wird in
einem Zwischenfrequenzteil 3 verstärkt und demoduliert. Das entstehende Videosignal
wird in der Schaltung 4 weiter aufbereitet und der Bildröhre 5 zugeführt.
-
Eine mit der Zwischenfrequenzstufe gekoppelte Tonfrequenzstufe 6 filtert
das Tonfrequenzsignal aus, das in einem Demodulatorteil 7 demoduliert wird. Aus
dem Demodulator-Ausgangssignal wird mittels eines Bandpasses 8 das sogenannte Pilotsignal"
ausgefiltert, auf das jeweils eine
der beiden Kennfrequenzen mit
einem Modulationsgrad von 0,5 amplitudenmoduliert ist. Das Ausgangssignal dieses
Bandpasses wird über einen Impulsformer 9, der z.B. einen Komparator enthalten kann,
einem Frequenzteiler 10 zugeführt, dessen Ausgang mit einem Speicher 11, vorzugsweise
in Form einer bistabilen Kippstufe verbunden ist, dessen binäres Ausgangssignal
K signalisiert, welches der beiden Kennsignale jeweils auf den Pilotton moduliert
ist. Das Ausgangssignal des Bandpasses 8 wird außerdem einem Demodulator 12 zugeführt,
der das Kennsignal demoduliert und einem Rechteckformer 13 zuführt, der aus dem
sinusförmigen Ausgangssignal des Demodulators 12 ein rechteckiges Signal mit einem
Tastverhältnis von 1 : 2 erzeugt. Dieses Signal S2 gibt den Frequenzteiler 10 frei
bzw. blockiert ihn und steuert den Speichervorgang im Speicher 11.
-
Das das jeweils empfangene Kennsignal kennzeichnende binäre Ausgangssignal
K des Speichers 11 steuert neben anderen z.T. vom Benutzer vorgebbaren digitalen
Signalen eine Koppel- und Umschalteinheit 14, über die die auf den Leitungen 71
und 72 anliegenden Tonsignale den beiden Lautsprechern 15 und 16 zugeführt wird.
Weitere Angaben über die Koppel- und Steuereinheit 14 finden sich in der älteren
deutschen Anmeldung P 30 36 973 und den darauf basierenden Nachanmeldungen.
-
Bei den Zweiton/Stereo-Sendungen enthält das Signal im Tonkanal nach
der hierfür vorgesehenen deutschen Übertragungsnorm neben den Nutzsignalen auf den
Leitungen 71 und 72 das Pilotsignal mit 54,6875 kHz (dem 3,5-fachen der Zeilenfrequenz).
Auf das Pilotsignal ist bei Stereo-Sendungen ein Kennsignal von 117,5 Hz (1/133
der Zeilenfrequenz) moduliert und bei Zweiton-Sendungen (bei denen beispielsweise
zwei verschiedene Sprachen übertragen werden) ein Kennsignal mit einer Frequenz
von 274,1 Hz (1/57 der Zeilenfrequenz).
-
Der Frequenzteiler 10 und der Speicher 11 sind in Fig. 2a näher dargestellt.
Der Frequenzteiler 10 besteht aus acht in Kette geschalteten und als D-Flip-Flop
ausgebildeten bistabilen blppstufen 101, 102 ... 107 und 108. Jedes dieser D-Flip-Flops
besitzt einen Setzeingang S (Fig. 2b), der mit Masse verbunden ist, einen Rückstelleingang
R, dem das Kennsignal zugeführt wird, einen Dateneingang 112, der mit einem der
komplementären Ausgänge Q desselben Flip-Flops verbunden ist und einen Takteingang
111, der mit einem der Ausgänge Q des vorhergehenden Flip-Flops verbunden ist. Dem
Takteingang des ersten D-Flip-Flops 101 wird das Rechtecksignal S1 zugeführt, das
von dem Rechteckformer 9 geliefert und die Frequenz des Pilotsignales hat. Die D-Flip-Flops
werden durch die negative Flanke (d.h. den 1-0-Ubergang) des Rechtecksignals an
ihrem Takteingang gekippt und durch die positive Flanke (0-1-Übergang) des Signals
an ihrem Rücksetzeingang zurückgesetzt.
-
Durch die acht in Kette geschalteten D-Flip-Flops wird die Frequenz
des Signals S1 um den Faktor 28 = 256 herabgesetzt, so daß die Frequenz des Rechtecksignals
an einem der Ausgänge des Flip-Flops 108 ungefähr 213,6 Hz beträgt, also zwischen
den Frequenzen (117,4 und 274,1 Hz) der beiden Kennsignale liegt. Der komplementäre
Ausgang des achten Flip-Flops 108 ist mit einem weiteren Q-Ausgang des Flip-Flops
107 verbunden. Da diese Flip-Flops in I2L-Technik hergestellt sind (open-collector-logic),
entspricht diese Verbindung einer logischen "Und"-Verknüpfung.
-
Der Speicher 11 ist ebenfalls als D-Flip-Flop ausgebildet, dessen
Dateneingang an dem erwähnten Verbindungspunkt der Ausgänge der Flip-Flops 107 und
108 liegt. Der Dateneingang dieses Flip-Flops ist also immer nur dann 1, wenn am
Ausgang des Flip-Flops 107 und am komplementären Ausgang
des Flip-Flops
108 eine 1 anliegt. Dem Takteingang des den Speicher 11 bildenden Flip-Flops wird
über eine Negationsstufe 17 das Rechtecksignal S2 zugeführt, so daß immer bei positiven
Flanken (d.h. bei einem 0-1-Übergang) des Signals S2 das am Dateneingang dieses
D-Flip-Flops anliegende Signal in den Speicher übernommen wird.
-
In Fig. 3a ist der zeitliche Verlauf des Signals S7 am Ausgang des
Flip-Flops 107 dargestellt, wobei mit t = 0 der Zeitpunkt bezeichnet ist, in dem
das Signal S2 seine negative Flanke hat, und wobei vorausgesetzt ist, daß die Rücksetzeingänge
der Flip-Flops 101...108 unwirksam sind (ausgezogene Linien). In Fig. 3b ist entsprechend
der zeitliche Verlauf des Signals S8 am komplementären Ausgang des D-Flip-Flops
108 dargestellt, und zwar in ausgezogenen Linien für den Fall, daß der Rückstelleingang
inaktiv wäre. Daraus ergibt sich, daß nach etwa 2,34 ms (das ist die Hälfte der
mit 256 multiplizierten Periodendauer des Signals S1) das achte D-Flip-Flop 108
kippt.
-
In Fig. 3c ist der zeitliche Verlauf des Kennsignals S2 im Falle einer
Stereo-Sendung dargestellt. Etwa 4,26 ms (das ist die halbe Periodendauer einer
117,5 Hz-Schwingung) nach der negativen Flanke hat dieses Signal wieder eine positive
Flanke, durch die zweierlei bewirkt wird: a) Das in diesem Augenblick am Dateneingang
des als Speicher 11 ausgebildeten D-Flip-Flops anliegende binäre Signal wird in
den Speicher 11 übernommen. Da in diesem Augenblick der Pegel des Signals S7 (Eins)
komplementär zum Signal S8 (Null) ist, ist das Signal am Dateneingang des D-Flip-Flops
11 Null, so daß das Signal Null in den Speicher übernommen wird und auch am Ausgang
erscheint. Somit ist das Ausgangssignal KS des Speichers bei Stereo-Betrieb Null.
Da
sich der beschriebene Vorgang nach einem Zeitraum von abermals
4,26ms wiederholt, bleibt das Ausgangssignal K5 des Speichers 11 bei Stereo-Betrieb
auch weiterhin Null (Fig. 3f).
-
b) Die bistabilen Kippstufen 101 bis 108 werden rückgesetzt, d.h.
der Frequenzteiler wird für die Rechtecksignale blockiert. Auch diese Rücksetzung
bzw. Blockierung, die praktisch unmittelbar nach der Datenübernahme des Speichers
11 erfolgt, wird nach weiteren 4,26 ms wieder aufgehoben. Dadurch wird augenblicklich
S7= 0 und S8 = 1 (gestrichelte Linien).
-
In Fig. 3d ist der zeitliche Verlauf des Kennsignals 52Z bei Zweiton-Sendungen
dargestellt. Man erkennt, daß nach 1,82 ms (der Hälfte der Periodendauer eines 274,1
Hz-Signals) wieder eine positive Flanke auftritt, die wiederum die schon vorstehend
erläuterten Wirkungen hat, nämlich die Übernahme des dann am Dateneingang des Speichers
11 anliegenden Datenwortes und das Rücksetzen der bistabilen Kippstufen. Da in diesem
Zeitpunkt jedoch die beiden Signale S7, S8 = 1 sind, liegt am Dateneingang vom Speicher
11 auch 1 an, so daß auch das Signal KZ = 1 ist (Fig. 3e). Durch das Rücksetzen
hat das Signal S7 am Ausgang des Flip-Flops 107 schon nach 1,82 ms eine negative
Flanke, wie in Fig. 3a durch die punktierte Linie angedeutet, und nicht erst nach
2,34 ms, was ohne den Rücksetzimpuls der Fall wäre. Da in diesem Fall die Rücksetzung
schon erfolgt, bevor die letzte Kippstufe gekippt ist und sich dieser Vorgang bei
Zweiton-Sendungen periodisch wiederholt, bleibt das Signal S8 bei Zweiton-Betrieb
stets 1, wie durch die punktierte Linie in Fig. 3b angedeutet.
-
Bei Stereo-Betrieb gilt also für das Ausgangssignal K
des
Speichers stets K = 0, und bei Zweiton-Betrieb ist KZ = 1.
-
Wie die Fig. 3a bis 3d zeigen, ist das Signal S8 beim Auftreten der
positiven Flanke des Kennsignals bei Stereo-Betrieb 0 und bei Zweiton-Betrieb 1,
während drs Signal S7 in beiden Fällen gleich 1 ist. Es würde daher genügen, wenn
zur Auswertung bzw. Iclentifikation des Kennsignals allein das Ausgangssignal der
letzten bistabilen Kippstufe herangezogen wird. Diese Maßnahme könnte jedoch zu
unterschiedlichen Auswirkungen von Rauschen auf die Identifizierung der Kennsignale
führen.
-
Es ist nicht unbedingt erforderlich, daß dem Frequenzteiler 10 als
Taktsignal S1 die Pilotfrequenz zugeführt wird. Es kann auch im Empfänger selbst
ein frequenzkonstantes Taktsignal erzeugt werden. Wenn dieses Signal genügend niedrig
ist, kann die Zahl der bistabilen Kippstufen herabgesetzt werden. Die Frequenz dieses
Taktsignals sollte dabei so gewählt sein, daß die Hälfte der Periodendauer der letzten
bistabilen Kippstufe etwa in der Mitte der halben Periodendauer der Stereo- bzw.
Zweiton-Kennfrequenz liegen, weil sich dann die größte Auswertesicherheit ergibt.
Bei stark gestörtem Empfang schwanken nämlich die Nulldurchgänge des Kennsignals
durch das überlagerte Rauschen, so daß es zu einer Fehlidentifikation kommen kann,
wenn einmal die positive Flanke des Kennsignals bei Stereobetrieb wesentlich zu
früh oder bei Zweiton-Betrieb wesentlich zu spät auftritt. - Die Verwendung des
Pilotsignals als Taktsignal hat den Vorteil, daß im Empfänger kein gesonderter Taktfrequenz
generator erforderlich ist.
-
Leerseite