DE3129727C2 - "Ausblendschaltung" - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft eine Ausblendschaltung insbesondere für Rundfunkempfangsgeräte.

Eine Ausblendschaltung gemäß dem Oberbegriff von Anspruch 1 ist aus dem US-Patent 3,876,945 bekannt. Diese Schaltung blendet ein Nutzsignal aus, sobald ein unerwünschtes Stör­ signal festgestellt wird.

Es sind auch von Hand steuerbare Ausblendschaltungen be­ kannt, mit denen ein Benutzer unerwünschte Information aus­ blenden kann, wie Reklameansagen oder Kommentare von Rund­ funksprechern, z. B. zwischen aufeinanderfolgenden Musik­ stücken.

Häufig arbeiten Empfangsgeräte für Tonsignale mit PCM-Signa­ len. Es ist schwierig, solche PCM-Signale in solcher Weise auszublenden, daß beim Vornehmen der Ausblendung keine Stör-, insbesondere Knackgeräusche auftreten.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine Ausblend­ schaltung anzugeben, bei der es auch beim Ausblenden von PCM-Signalen nicht zu Störgeräuschen kommt.

Die Erfindung ist durch die Merkmale von Anspruch 1 gegeben.

Vorteilhafte Weiterbildungen des Erfindungsgedankens sind der nachfolgenden Beschreibung sowie dem beigefügten Unteranspruch zu entnehmen.

Der Grundgedanke der Erfindung geht dahin, die EIN- bzw. AUS-Schaltung des Nutzsignals so vorzunehmen, daß der Momentanpegel des Nutzsignals, insbesondere dessen Null­ durchgang berücksichtigt wird. Die erfindungsgemäße Lösung bietet damit den Vorteil, daß Stör- oder Knack­ geräusche bei der Ausblendschaltung und insbesondere bei der Wiedereinschaltung dem Nutzsignals zuverlässig vermieden werden.

Eine vorteilhafte Ergänzung der Erfindung sieht vor, die Umschaltung des Nutzsignals bei der Aus- bzw. Wieder­ einblendung mit kurzzeitiger Verzögerung zwangsweise auch dann auszulösen, wenn ein Nulldurchgang des Nutzsignals innerhalb einer konstant vorgebbaren Zeitperiode vom Augen­ blick des Wechsels des Ausblendsignals nicht festgestellt wird.

Die erfindungsgemäße Schaltung enthält eine Ausblend­ steuerschaltung, welche entsprechend dem Ausblendsignal die EIN/AUS-Schaltoperation der zwischen einer Eingangs­ klemme und einer Ausgangsklemme angeordneten Schaltanordnung besorgt und insbesondere den Verlauf und Momentanpegel des Eingangsnutzsignals (Tonsignals) abfragt und den Schalt­ vorgang jeweils in einem Augenblick auslöst, wenn der Signal­ verlauf des Nutzsignals sich einem Nullpegel bzw. Null­ durchgang nähert.

Mit der zuvor erwähnten vorteilhaften Ergänzung dieser Steu­ erschaltung können auch besondere Signalformen des Nutzsignals berücksichtigt werden, für die der jeweilige Schaltanordnungs- Umschaltvorgang unter Berücksichtigung eines Zeitfaktors, ge­ messen vom Polaritätswechsel des Ausblendsignals, und des Verlaufs oder Momentanpegels des Eingangssignals ausgelöst wird.

Ausführungsformen der Erfindung sowie vorteilhafte Einzelheiten werden nachstehend unter Bezug auf eine Zeichnung näher erläutert. Es zeigen:

Fig. 1A bis 1C in zeitbezogenen Signaldarstellungen die Relation zwischen dem Eingangs- Nutzsignal (Ton­ signal) und dem ausgeblendeten Ausgangssignal,

Fig. 2 ein Blockschaltbild einer ersten Ausführungs­ form der Erfindung, und

Fig. 3 ein detailliertes Schaltbild einer zweiten Aus­ führungsform der Erfindung.

In Fig. 1A bis 1C ist die Relation zwischen dem Eingangs-Tonsig­ nal und dem ausgeblendeten Ausgangssignal gezeigt. Wenn die Ausblendschaltung zu einem Zeitpunkt T_M er­ folgt, in dem der Wellenzug des Eingangssignals nicht die Null­ pegelachse kreuzt, wie das bei herkömmlichen Ausblendschaltungen der Fall ist, dann wird das Ausgangs-Tonsignal gemäß Fig. 1B zu diesem Zeitpunkt T_M schlagartig auf den Nullpegel reduziert. Bei einer derartigen Unterbrechung des Signal-Wellenzugs entsteht unvermeidbar ein Stör- bzw. Knackgeräusch.

Die Erfindung ist darauf gerichtet, derartige scharfe Signal­ sprünge dadurch zu vermeiden, daß die Ausblend­ schaltung in einen dem Zeitpunkt T_M unmittelbar folgenden Zeitpunkt T_S verlegt wird, wo der Pegel des Eingangs- Tonsig­ nals gerade Null wird.

Bei der in Fig. 2 als Prinzip-Blockschaltbild dargestellten ersten Ausführungsform einer erfindungsgemäßen Ausblendschal­ tung 1 gelangt das Eingangs-Tonsignal über eine Eingangsklemme 2 in einen Schalterkreis 3 sowie in eine Pegeldetektorstufe 6 einer außerdem noch eine Zeitbestimmungsstufe 7 enthaltenden Ausblendsteuerschaltung 5. An diese beiden Stufen 6 und 7 ist durch manuelle Betätigung einer Taste 8 o. dgl. ein Ausblend­ signal mit niedrigem Pegel "L" anlegbar; in der Ruhe­ stellung dieser Taste herrscht der entgegengesetzte Signalzu­ stand "H".

Die Pegeldetektorstufe 6 tastet im Falle einer zuvor erwähnten Ausblendschaltung jeweils den Momentanpegel des Ein­ gangs-Tonsignals ab und bringt den mit der Ausgangsklemme 4 der Ausblendschaltung 1 verbundenen Schalterkreis 3 durch Zu­ führen des Ausblendsignals in seinen Aus-Zustand, sobald der Signalpegel sich dem Nullpegel nähert und z. B. kleiner als -60 dB geworden ist. Wird der Ausblendbefehl z. B. für das an der Eingangsklemme 2 anliegende Eingangs-Tonsignal gemäß Fig. 1A zu dem Zeitpunkt T gegeben, dann erfolgt die AUS- Schaltung der Schaltanordnung 3 zu dem Zeitpunkt T_S, wo der Signal-Wellenzug nach Fig. 1A die Nullinie kreuzt. Dabei steht an der Ausgangsklemme 4 ein stör- und knackgeräuschfreies Ausgangssignal gemäß Fig. 1C zur Verfügung.

Für den Fall, daß der Eingangsklemme 2 ein Nutz- bzw. Tonsignal aus einem Gleichstromverstärker zugeführt wird, besteht mög­ licherweise keine Übereinstimmung zwischen dem Bezugs- und dem Massepegel, und dann kann es bei niedrigem Eingangssignalpegel o. dgl. vorkommen, daß der Pegel des Signalwellenzugs an keiner Stelle die Nullinie erreicht und folglich bei Auftreten eines Ausblendbefehls die Schaltanordnung 3 nicht AUS-geschaltet wird. Diese Fehlermöglichkeit wird erfindungsgemäß durch die in der Ausblendsteuerschaltung 5 enthaltene Zeitbestimmungs­ stufe 7 grundsätzlich vermieden. Diese Stufe 7 besorgt, sobald nach dem Wechsel des Ausblendsignals vom Pegel "H" auf "L" ein festgelegter Zeitraum von z. B. 100 ms verstrichen ist, eine Zwangsabschaltung der Schaltanordnung 3. Auf diese Weise wird selbst in Fällen, wo z. B. aufgrund von Bezugspegeländerungen des Eingangs-Nutz- bzw. Tonsignals kein Nulliniendurchgang teilbar ist, ein sicheres AUS-schalten der Schalt­ anordnung 3 gewährleistet.

So kann erfindungsgemäß nicht nur das Ausblenden sondern auch das Wiedereinblenden des Nutzsignals an der Ausgangsklemme 4 bei Durchgang des Nutzsignal-Wellenzugs durch die Nullinie störungsfrei durchgeführt werden. Ferner kann eine Ausblendung nach Ablauf eines festgelegten Zeitraums zwangsläufig aufge­ hoben werden.

Ferner kann sich der Abtastpegel bei Ablauf des gegebenen Zeitraums nach dem Wechsel des Ausblendsignals erhöht haben. In diesem Fall ist die Ausblendschaltung auch bei einem so hohen Pegel mit Zeitverzug möglich. Außerdem ist es erfindungsgemäß möglich die Ausblendung in Verbindung mit einer Kombination aus Pegel + Zeit durchzuführen.

Als zweite Ausführungsform der Erfindung ist in Fig. 3 eine Ausblendschaltung 11 als Schaltbild dargestellt, welche zum Ausblenden eines digitalen Tonsignals wie eines PCM-Tonsignals eingerichtet ist, das in eine Eingangsklemme 12 eingespeist wird und im vorliegenden Fall 14 Bits pro Wort umfaßt. Hierbei werden die einzelnen Amplitudenwerte eines abgetasteten ana­ logen Tonsignals in Verbindung mit einem gegebenen Tastsignal festgelegter Frequenz (z. B. 44 kHz) abgetastet und beispiels­ weise unter Anwendung der Methode einer Bildung des Komplements von 2 in 14-Bit-Daten umgesetzt, um 14 Bits pro Wort umfassende PCM-Tonsignale zu bilden.

Das PCM-Tonsignal ist ein Seriendatensignal, worin durch ab­ wechselndes Abtasten des rechten und linken Signalkanals die Rechtskanal- und Linkskanal-Daten eines Stereotonsignals Wort für Wort auf der Zeitachse hintereinanderliegend angeordnet sind. Mittels einer geeigneten Torsteuerschaltung mit z. B. ei­ nem Signal mit einer Abtastfrequenz von hier 44 kHz sowie einem Tastverhältnis von 50% können gezielt die Daten für den Rechts- oder den Linkskanal abgezweigt werden.

Das über die Eingangsklemme 12 eingegebene PCM-Tonsignal gelangt über die Schaltanordnung 13 zum Ausgangsanschluß 14 und wird fer­ ner einer Pegeldetektorstufe 16 über ein Exclusiv-ODER-Glied 21 eingegeben, dessen zweiter Eingang mit dem Q-Ausgang einer z. B. als D-Flip-Flop ausgebildeten Halteschaltung 22 verbunden ist. An den Signalhalteeingang dieser Halteschaltung geht ein Ein- Wort-Periodenimpuls einer Wortrücksetzausgangsschaltung 23 zu einem dem ersten Bit eines o. a. Wortes entsprechenden Augen­ blick (oder gemeinsamer Anschluß MSB), um das MSB dieses Wortes der Eingangsdaten festzuhalten. Im Fall der erwähnten Bildung des Komplements von 2 ist der das positive oder negative Symbol repräsentierende Inhalt des MSB = "0" oder "1". Die Ausgangs­ daten des Excl.-ODER-Gliedes 21 sind den Absolutwerten der Ein­ gangsdaten entsprechende reine Binärdaten, ganz gleich ob die Eingangsdaten positiv oder negativ sind.

In der Pegeldetektorstufe 16 gelangt der von Glied 21 stammende Ausgang über ein ODER-Glied 24 zum Dateneingang eines D-Flip- Flop 25, dessen Q-Ausgang zum ODER-Glied 24 rückgekoppelt ist. Ein nachstehend als WBC bezeichneter Worttakt geht in einen Takteingang, und der Pulsausgang der zuvor erwähnten Ausgangs­ schaltung 23 an einen Takteingang CL von D-Flip-Flop 25. Solange die aufeinanderfolgenden Bit-Inhalte eines Wortes der Eingangs­ daten vom MSB alle "0" sind bleibt der Q-Ausgang "0"; sobald nur ein einziges Bit "1" ist wird dieser Dateninhalt "1" über ein ODER-Glied 24 an den Dateneingang rückgeführt, und folglich bleibt der Q-Ausgang "1" bis mit dem Auftreten des MSB des näch­ sten Wortes eine Rücksetzung erfolgt. Der -Ausgang bleibt "1" bis ein Bitinhalt "1" vom MSB des einen Wortes vorkommt, und daran anschließend bleibt der Bitinhalt dauernd "0".

Wenn wie hier ein Wort der PCM-Daten aus 14 Bits besteht, dann entspricht etwa das 10^te Bit -60 dB, und mit dem Auftreten die­ ses 10^ten Bit kann dem Q- oder -Ausgang entnommen werden, ob der Pegel des Wellenzugs der Originaleingangs-PCM-Daten unter -60 dB liegt. Aus diesem Grund ist der -Ausgang von D-Flip- Flop 25 über ein ODER-Glied 26 mit einer Unterscheidungsschal­ tung 27 verbunden, und ein der 10^ten Binärstelle (dem 10^ten Bit) entsprechender Impuls wird von einer Impulsausgangsschaltung 29 in einen Halteeingang der Unterscheidungsschaltung 27 einge­ speist, so daß deren Q-Ausgang mit der Erkenntnis, daß die Eingangsdaten unter -60 dB liegen, "1" wird. Die Unterscheidungs- und Halteschaltung 27 kann ein D-Flip-Flop sein, in dessen Löscheingang der Impulsausgang der Wortrücksetzschaltung 23 eingegeben wird.

Der Q-Ausgang der Unterscheidungs- und Halteschaltung 27 geht innerhalb einer für eine unabhängige Ausblendung auf dem Links- und Rechtskanal vorgesehenen Kanaltrennstufe 30 in zwei NAND- Glieder 31 und 32, und die zweiten Eingänge dieser NAND- Glieder werden mit einem Rechtecksignal von 44 kHz und einem Tast­ verhältnis von 50% beaufschlagt. Da dieses Rechtecksignal von einer Klemme 33 direkt in das NAND-Glied 32 jedoch über einen Inverter 34 pha­ sengedreht in das andere NAND-Glied 31 übertragen wird, tritt ein Phasenunterschied von 180° auf.

Die Ausgänge der NAND-Glieder 31, 32 gehen in jeweils einen Halteeingang einer Halteschaltung 35 bzw. 36, und in die Daten­ eingänge dieser Halteschaltungen gelangt ein Ausblendsignal, welches von einer nicht dargestellten manuell betätigbaren Taste o. dgl. erzeugt wird und zur Signalanpassung über einen Inverter 37 und eine Halteschaltung 38 zugeführt wird. Das Ausblendsignal hat in seinem Aktivzustand den Pegel "1", im Ruhezustand den Pegel "0". Es wird in den Halteschaltungen 35 und 36 entsprechend den Ausgangsimpulsen der NAND-Glieder 31 und 32 zwischengespeichert.

Die -Ausgänge der Halteschaltungen 35, 36 sind zwecks Aus­ blendung mit je einem von zwei NAND-Gliedern 41, 42 innerhalb des erwähnten Schalterkreises 13 verbunden. Die 44-kHz-Recht­ eckwelle mit dem Tastverhältnis von 50% wird direkt auf das NAND-Glied 42, jedoch über einen Inverter 44 gegenphasig in das andere NAND-Glied 41 übertragen, wie bei der oben erläu­ terten Kanaltrennschaltung. Jedoch eilt hier das an den Ein­ gang 33 der Kanaltrennstufe 30 gelangende Signal 44K′ dem an den Eingang 43 der Schaltanordnung 13 gelangenden Signal 44K in der Phase um 90° vor. Die Ausgänge der NAND-Glieder 41, 42 führen zu den durch eine ODER-Schaltung gebildeten negierenden Eingängen eines NAND-Gliedes 45. Statt dessen könnten auch UND-Glieder in der durch 41 und 42 gebildeten ersten Stufe sowie ODER-Glieder in der durch Glied 45 gebildeten zweiten Stufe verwendet werden. Der Ausgang des NAND-Gliedes 45 wird einem UND-Glied 46 zugeleitet, welches im Datensignalweg zwi­ schen Eingangsklemme 12 und Ausgangsklemme 14 liegt.

Sobald über die nicht dargestellte Taste manuell das Ausblend­ signal gegeben wird, gelangt ein Signal "1" an die Dateneingänge der Halteschaltungen 35, 36. Jetzt ermittelt die Pegeldetektor­ stufe 16 für jedes jeweils einem abgetasteten Wert entsprechende Wort den Pegel des an der Eingangsklemme 12 anstehenden Eingangs- Datensignals. Ferner wird durch die Stufe 16 in Verbindung mit der Unterscheidungs- und Halteschaltung 27 festgestellt, ob die Bits des MSB eines Wortes bis zu dem -60 dB entsprechenden 10^ten Bit alle "0" sind; wenn ja, wird der Q-Ausgang der Schaltung 27 "1" und gelangt an die NAND-Glieder 31 und 32 der Kanaltrennstufe 30, um durch einen Komplementärbetrieb von Glied 31 und 32 zu ermitteln, ob das relevante Wort des Eingangs-Datensignals zum Links- oder Rechtskanal gehört. Wird dafür die Daten eines Links- Kanalwortes ein Pegel unter minus 60 dB festgestellt, dann hält die Halteschaltung 35 einen Halteimpuls vom NAND- Glied 31 um das Ausblendsignal "1" zu halten. Der nach dem erwähnten Haltevorgang auf "0" gegangene -Ausgang der Halte­ schaltung 35 geht zum NAND-Glied 41 der Schaltanordnung 13 und wird ferner synchron zum Wortumschalttakt des Eingangs-Daten­ signals über das NAND-Glied 45 dem UND-Glied 46 zugeführt. Nach dem erwähnten Haltevorgang bleibt der Ausgang von NAND- Glied 45 nur während der. Wortperiode des Links-Kanals "0", und die Ausblendung an dem über das UND-Glied 46 zur Ausgangs­ klemme 14 gelangenden Ausgangs-Datensignal erfolgt in der Weise, daß sämtliche Linkskanal-Wortbits Null sind.

Selbstverständlich erfolgt die Ausblendung am Rechts-Kanal in ähnlicher Weise, wenn die Wortinhalte des Rechts-Kanals einem unter -60 dB liegenden Pegel entsprechen.

Zur Durchführung einer Zwangsausblendung nach Ablauf eines festgelegten Zeitraums nach dem Übergang des oben erwähnten Ausblendsignals von "0" auf "1" oder von "1" auf "0" dient eine Zeitermittlungsschaltung 17. Zur Ermittlung der Pegeländerung des über die Eingangsklemme 28 ankommenden Ausblendsignals werden in diesem Fall das Eingangs- und Ausgangssignal der Halteschaltung 38 einem Exkl.-ODFR-Glied 48 zugeführt, dessen Ausgang über einen Inverter 49 mit dem Löscheingang einer Zeitzählschalung 47 verbunden ist. Diese Schaltung 47 kann z. B. ein Schieberegister enthalten, durch das die Eingangs­ daten laufend in Verbindung mit einem konstanten Taktimpuls­ signal von z. B. 16 ms hindurchgeschoben werden. Das Aus­ gangssignal "1" dieser Schaltung 47 gelangt in das ODER- Glied 26. Ein 8-Bit-Schieberegister hat einen Zeitmeßbereich bis zu 128 ms. Wenn der oben erläuterte Nullpegel bzw. ein unter -60 dB liegender Pegel bis zum Ablauf eines Zeitraums­ von 128 ms nach Auftreten des Ausblendsignals nicht festge­ stellt werden kann, dann wird der Unterscheidungs-Halte­ schaltung 27 über das ODER-Glied 26 der Ausgang "1" der Zeitzählschaltung 47 zugeführt und damit zwangsläufig der oben erläuterte Ausblendvorgang eingeleitet.

Bei dem vorliegenden Ausführungsbeispiel wird gleichzeitig ein Überlauf festgestellt, wenn der Spitzenwert des eingangs erläuterten Kammpegels oder der Daten 14 Bits überschreitet.

Insbesondere gelangt ein dem Absolutwert der Eingangsdaten von dem Exkl.-ODER-Glied 21 entsprechender Binärwert über einen Inverter 51 zu einem ODER-Glied 52 eines Spitzenwert­ detektors 19, und dieser erkennt durch Rückkopplung des Aus­ gangs von ODER-Glied 52 über eine Halteschaltung 53 auf 52 ob "1" als Bitinhalt eines Wortes vorhanden ist. Das Ergebnis bildet eine Erkenntnis darüber ob "0" als Bit-Gehalt eines Wortes der Ausgangsdaten des Exkl.-ODER-Gliedes 21 vorhanden ist, und falls ja wird der Q-Ausgang der Halteschaltung 53 nachfolgend auf "1" gehalten. Der -Ausgang von 53 gelangt an eine Spitzenwerthalteschaltung 54, die ferner von der Impulsausgangsschaltung 29 für das 14^te Bit des einen Wortes einen Halteimpuls erhält. Wenn die Ausgangsdaten des Exkl.- ODER-Gliedes 21 bis herauf zum LSB (= 14^tes Bit) alle "1" sind, ist auch der Q-Ausgang der Halteschaltung 54 "1", und sie liefert folglich ein Spitzenerkennungssignal (oder Über­ lauferkennungssignal) über eine Kanaltrennschaltung 56 an eine Ausgangsklemme 55. Die Kanaltrennschaltung 56 enthält zwei NAND-Glieder 57, 58 und ein UND-Glied 59. Wie in der zuvor erwähnten Kanaltrennstufe 30 werden die beiden NAND- Glieder 57 und 58 durch gegenphasige 44 kHz- Rechtecksignale gesteuert.

Wie zuvor erläutert umfaßt die erfindungsgemäße Nutzsignal- Ausblendschaltung einen zwischen Eingangs- und Ausgangsklem­ men liegenden Schalterkreis und eine Ausblend­ schaltung zur Betätigung der Schaltanordnung entsprechend dem Ausblendsignal. Erfindungsgemäß wird der Wellenverlauf des an der Eingangsklemme anstehenden Eingangssignals abgetastet und die Schaltanordnung so gesteuert, daß die Ausblendung zu dem Zeitpunkt erfolgt, wo das Nutzsignal sich der Nullinie nähert.

Als vorteilhafte Weiterbildung des Erfindungsgedankens kann die in der Ausblendschaltung enthaltene Ausblendsteuerschal­ tung so ausgelegt sein, daß der Schaltvorgang in der Schalt­ anordnung auf der Grundlage einer Beziehung zwischen dem nach einem Wechsel des Ausblendsignals verstrichenen Zeit­ raum und dem Wellenverlaufpegel des Eingangssignals durch­ geführt wird. Diese Ausführung hat den Vorteil, daß bei einem Eingangs-Tonsignal auf der Basis eines Gleichstrompegels, der die Bestimmung eines Nullpegels verhindert, die Ausblendung zwangsweise durchgeführt oder aufgehoben werden kann.

Claims (2)

1. Ausblendschaltung, insbesondere für Rundfunkempfangs­ geräte, mit einer zwischen einer Eingangsklemme (2; 12) und einer Ausgangsklemme (4; 14) angeordneten Schaltanordnung (3; 13), die von einer Ausblend-Steuerschaltung (6, 7; 16, 17) angesteuert wird, die ihrerseits von einem Ausblendsi­ gnal angesteuert wird, das von einem Steuerkreis (35, 36, 38) erzeugt wird, und die den momentanen Signalpegel des an der Eingangsklemme anliegenden Nutzeingangssignals abfragt und den Schaltvorgang der Schaltanordnung auslöst, wenn sich der momentane Pegel des Nutzsignals dem Signalnulldurchgang nähert, dadurch gekennzeichnet, daß zur Ausblendung von PCM- Signalen ein Abfragekreis (16) zur Abfrage des Bit-Musters des PCM-Signals vorhanden ist, um daraus ein Abfrageergeb­ nissignal zu erzeugen, wenn der Signalpegel des Signals, das das PCM-Signal repräsentiert, einen vorgegebenen Wert unter­ schritten hat, wobei die Schalteinrichtung (13) das jeweils anstehende PCM-Ausgangssignal durch ein PCM-Signal mit einem dem Nullwert entsprechenden Bit-Muster ersetzt, wenn sie das Abfrageergebnissignal während des Vorhandenseins des Aus­ blendsignals empfängt.

2. Ausblendschaltung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeich­ net, daß sie einen Zähler (47) zum Abmessen einer vorgegebe­ nen, mit einem Wechsel des Ausblendsignals beginnenden Zeit­ differenz aufweist, der ein Schaltsignal liefert, das die Schaltanordnung (13) unter Berücksichtigung eines festlegba­ ren Verhältnisses zwischen der Zeitdifferenz vom Augenblick des Pegelwechsels des Ausblendsignals zum Momentanpegel des Eingangssignals auslöst.