DE3131892C2

DE3131892C2 - Frequenztrennvorrichtung

Info

Publication number: DE3131892C2
Application number: DE3131892A
Authority: DE
Inventors: Yasunori Itami Hyogo Sakaguchi; Nobuharu Yazawa
Original assignee: Mitsubishi Electric Corp
Current assignee: Mitsubishi Electric Corp
Priority date: 1980-08-12
Filing date: 1981-08-12
Publication date: 1984-09-06
Also published as: US4438405A; DE3131892A1

Abstract

Frequenztrennvorrichtung zum einfachen Trennen zweier Signale mit dicht beieinander liegenden Frequenzen, bei der die Wirkungen der Wertverschiebungen der Schaltkreiselemente ausgeschaltet werden. Ein Frequenzmischer empfängt die zu trennenden Signale mit den dicht beieinander liegenden Frequenzen f ↓1 und f ↓2 und ein Bezugssignal mit einer Frequenz f ↓m. Ein erster mit dem Ausgang des Mischers verbundener Niedrigpaßfilter erzeugt ein Ausgangssignal, das ausschließlich die Differenzkomponenten f ↓1-f ↓2 und f ↓2-f ↓m zwischen den zu trennenden Signalen und dem Bezugssignal enthält. Der Ausgang des ersten Niedrigpaßfilters gelangt durch einen zweiten Niedrigpaßfilter. Ein Phasenvergleicher empfängt die Ausgangssignale des ersten und zweiten Niedrigpaßfilters und trennt die Eingangssignale entsprechend einer Phasendifferenz zwischen den Ausgangssignalen von dem ersten und zweiten Niedrigpaßfilter.

Description

/1

JL

-A.

und

b0

Jc f f s f _ Jc jet

TT ^ /θ ^- Jl TT ^1Sl·

6. Frequenztrennvorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, daß der Die Erfindung betrifft eine Frequenztrennvorrichtung gemäß dem Oberbegriff des Anspruches 1.

Um bisher zwei Signale mit dicht beieinander liegenden Frequenzen /\ und /2 zu trennen, wurden Filter mit Durchlaßbereichen verwendet, die ausschließlich die spezifischen Frequenzen durchließen, oder es wurde die Phasencharateristik eines Filters verwendet. Beispielsweise wurde ein in F i g. 1 dargestellter Schaltkreis verwendet. Der in F i g. 1 dargestellte Schaltkreis umfaßt ein Tiefpaßfilter 1, einen Phasenvergleicher 2 und einen (a) Eingangsanschluß und einen (b) Ausgangsanschluß.

In diesem Schaltkreis werden die zu trennenden Signale direkt dem Phasenvergleicher 2 zugeführt und durch das Tiefpaßfilter 1 (das auch ein Hochpaßfilter sein kann) dem Phasenvergleicher 2 zugeführt. Aus der in F i g. 2 dargestellten Kennlinie, in der die Phase gegen die Frequenz aufgetragen ist, sind die Phasenbedingungen bei den Frequenzen f\ und h unterschiedlich. Entsprechend haben die dem Phasenvergleicher 2 durch das Tiefpaßfilter 1 zugeführten Signale eine von den ursprünglichen Signalen unterschiedliche Phase. Diese Phasenveränderung wird als Ausgang mittels des Phasenvergleichers 2 erfaßt.

Das in F i g. 1 dargestellte Tiefpaßfilter 1 ist beispielsweise ein zweipoliges Tiefpaßfilter, dessen Dämpfungskennlinie mit 12 dB/Oktave abfällt. In diesem Fall kann daher für die Frequenzen f\ und /j die Trennung mittels Phasenerfassung von 0° und 180° erreicht werden. Die Q-Charakteristik des Tiefpaßfilters 1 muß jedoch steil sein, da sonst die Phasenveränderung gering und entsprechend die Trennung sehr schwierig ist. Andererseits ist es, wenn die Frequenzen f\ und /2 sehr dicht beieinander liegen, schwierig, ausreichend genau die Grenzfrequenz des Tiefpaßfilters einzustellen. Wenn die Nullpunktverschiebung der Schaltkreiselemente mitberücksichtigt wird, ist es oft unmöglich, diese Technik anzuwenden.

Eine gewöhnliche Frequenztrennvorrichtung dieser Art ist in F i g. 3 dargestellt. Die in F i g. 3 dargestellte Frequenztrennvorrichtung umfaßt einen Eingangsanschluß 11, dem ein mittels einer von zwei benachbarten Frequenzen moduliertes AM Eingangssignal zugeführt wird, einen mit dem Eingangsanschluß 11 verbundenen Begrenzer 12,einen mildem Begrenzer 12 verbundenen Frequenzteiler 13, einen Frequenzmischer 14, der das

AM Eingangssignal und das Ausgangssignal des Frequenzteilers 13 empfängt, ein erstes Tiefpaßfilter 15 zur Aufnahme der Differenzkomponente zwischen dem Ausgangssignal des Frequenzteilers 13 und der Modulationsfrequenz des AM Eingangssignals, ein iweites Tiefpaßfilter 16, einen Phasenvergleicher 17 und einen Ausgangsanschluß 18.

Die so aufgebaute Vorrichtung arbeitet wie folgt: Es soll angenommen werden, daß die Trägerfrequenz des AM Eingangssignals mittels f_c und das Modulationssignal des AM Eingangssignals mittels f\ oder f₂ dargestellt wird. Nach Anlegen des AM Eingangssignal an den Begrenzer 12 und den Frequenzteiler 13 erhält man ein Bezugssignal. Die Frequenz des Bezugssignals kann durch folgenden Ausdruck dargestellt werden:

wobei N das Frequenzteilungsverhältnis des Frequenzteilers darstellt

Nachdem das AM Eingangssignal und das Bezugssignal dem Frequenzmischer 14 zugeführt wurden, erhält man am Ausgang des ersten Tiefpaßfilters 15 ausschließlich die Differenzkomponente zwischen den zwei Signalen. Das Ausgangssignal des ersten Tiefpaßfilters 15 hat daher eine Frequenzkomponente von f\ — f_m oder h — fm.

Dieses Ausgangssignal wird dem zweiten Tiefpaßfilter zugeführt, das die in F i g. 4 dargestellte Kennlinie aufweist Eine Phasenumkehr zwischen den Signalen \f\ — fm\ und \f₂ — f_m\ wird mittels des zweiten Tiefpaßfilters 6 infolge seiner Trennfrequenz f₀ zwischen |/i - f_m\ und \h — Q erreicht. Durch direktes Anlegen des Ausgangs des ersten Tiefpaßfilters 15 an den Phasenvergleicher 17 und durch Anlegen desselben durch das zweite Tiefpaßfilter 16 an den Phasenvergleicher 17 kann unterschieden werden, ob die Modulationsfrequenz /ι oder h ist

Beispielsweise beträgt bei der tatsächlichen Fernseh-Ton-Multiplex-Ausstrahlung (wie sie in Japan verwendet wird) die Trägerfrequenz f_c 55,125 kHz und die Modulationsfrequenz 982,5 Hz (f\) für Stereoaussirahlung und 922,5 Hz (fi) für Mehrkanal (zweisprachige) Ausstrahlung. Wenn das Frequenzteilungsverhältnis 61 beträgt hat das Bezugssignal f_m eine Frequenz von 903,7 Hz. Somit betragen \f\ — f_m\ und \f₂ - f„,\ 78,8 Hz bzw. 18,8 Hz. (Wenn N 55 beträgt, dann beträgt f„, 1002,3Hz und somit ]/Ί -/^ = 19,8 Hz und |/2 — fm\ = 79,8 Hz, im Gegensatz zu dem oben beschriebenen Fall.) Das erste Tiefpaßfilter 15 wird zum Durchlassen eines Frequenzbandes niedriger als 100 bis 200 Hz eingestellt. In diesem Fall beträgt das Frequenzteilungsverhältnis N — 61, wobei das Signal bei 78,8 Hz für Stereoausstrahlung und das Signal bei 18,8 Hz für zweisprachige Ausstrahlungen unterschieden ist bzw. getrennt ist. Wenn die Trennfrequenz /"0 des zweiten Tiefpaßfilters 16 auf 40 bis 50 Hz eingestellt wird, können diese Signale deutlich mittels des Phasenvergleichers 17 unterschieden werden. Da das zweite Tiefpaßfilter 16 ausschließlich für Phasenumkehr verwendet wird, ist es wichtig, daß die gleiche Wirkung mittels Verwendung eines Hochpaßfilters erreicht werden kann.

In der gewöhnlichen Schaltung findet jedoch nicht nur eine Phasenumkehr, sondern ein Signalniveauabfall auf der (f, — /"_m)-Seite des zweiten Tiefpaßfilters statt, wie man in F i g. 4 sieht. Die gewöhnliche Schaltung hat daher den Nachteil, daß, wenn ein AM Eingangssignal mit einem niedrigen S/N Verhältnis aufgrund einer niedrig empfangenen elektrischen Feldstärke usw., zugeführt wird, es nicht deutlich getrennt werden kann.

Fig.5 zeigt ein weiteres bekanntes Beispiel einer derartigen Vorrichtung, in der ein Selektivverstärker 41 nur ein AM Signal bei 55,125 kHz verstärkt, und man das Signal bei 9223 Hz oder 982.5'Hz durch einen AM Detektor 42 erhält. Das so erhaltene Signal wird einem Reed-Filter 43a oder 436 zur Demodulation der Frequenz zugeführt. Ein Pegeldetektor 44a oder 44b liefert ein Ausgangssignal.

Das Ausgangssignal erhält als Folge der AM Demodulation einen beträchtlichen Geräuschanteil, und die Differenz zwischen den Frequenzen von 992,5 Hz und 982,5 Hz beträgt lediglich 60 Hz. Die Filter müssen daher ausgezeichnete und stabile Frequenzkennlinien aufweisen. Entsprechend werden Reed-Filter verwendet. Jedoch haben auch Reed-Filter nicht eine vollständig zufriedenstellende Ansprechcharakteristik und vibrationsbeständige Charakteristik infolge ihrer mechanischen Konstruktion.

Es ist daher Aufgabe der vorliegenden Erfindung eine Frequenztrennvorrichtung nach dem Oberbegriff des Anspruches 1 hinsichtlich einer optimalen und mit größerer Sicherheit durchführbaren Diskriminierung zwischen verschiedenen Signaltypen (Signalfrequenzen) zu verbessern.

Diese Aufgabe wird durch die im Kennzeichnungsteil des Anspruches 1 angegebenen Merkmale gelöst.
Wenn die Frequenzvorrichtung nach der Erfindung in Verbindung mit einer Stereoausstrahlung oder in Verbindung mit einer mehrkanaligen Ausstrahlung verwendet wird, so können die Stereo- und beispielsweise zweisprachigen -Sendesignale durch die Bestimmung unterschieden werden, wie das Frequenzteilungsverhältnis des ersten Frequenzteilers eingestellt wird.

Durch die erfindungsgemäße Ausbildung der Frequenztrennvorrichtung kann auch die Phasendifferenz zwischen den Frequenzen, die einem Phasenvergleich unterzogen werden, groß sein, wodurch eine Trennung der Signale mit hoher Sicherheit und hoher Genauigkeit bei einfachem Schaltungsaufbau erreicht wird.

Besonders vorteilhafte Ausgestaltungen und Weiterbildungen der Erfindung ergeben sich aus den Unteran-Sprüchen.

Im folgenden wird die Erfindung anhand von Ausführungsbeispielen unter Hinweis auf die Zeichnungen näher erläutert. Es zeigt

Fi g. 1 ein Blockschaltbild eines herkömmlichen Frequenztrennschaltkreises;

Fig.2 eine graphische Darstellung der Kennlinien des Tiefpaßfilters von Fig. 1;

Fi g. 3 ein Blockschaltbild eines anderen herkömmlichen Frequenztrennschaltkreises;

Fig.4 eine graphische Darstellung der Kennlinien des in dem Schaltkreis von F i g. 3 verwendeten Tiefpaßfilters;

F i g. 5 ein Blockschaltbild eines weiteren herkömmlichen Frequenztrennschaltkreises für eine Ton-Multiplex-Ausstrahlung;

Fig.6 ein Blockschaltbild einer bekannten Ausführungsform eines Frequenztrennschaltkreises;

F', g. 7 ein Blockschaltbild der Ausführungsform des Frequenztrennschaltkreises nach der Erfindung;
Fig. 8 ein Blockschaltbild einer weiteren Ausführungsform eines Frequenztrennschaltkreises;

Fig.9 ein Blockschaltbild einer weiteren Ausführungsform eines Frequenztrennschaltkreises;

Fig. 10 eine graphische Darstellung der Kennlinien eines zweiten in der Ausführungsform von Fig.9 verwendeten Tiefpaßfilters; und

Fig. 11 ein detailliertes logisches Schaltbild der im Schaltkreis von F i g. 7 dargestellten Teile.

F i g. 6 zeigt ein Blockdiagramm einer herkömmlichen Ausführungsform des Filterschaltkreises. Der in F i g. 6 dargestellte Schaltkreis umfaßt ein zweites Tiefpaßfilter 1, einen Phasenvergleicher 2, einen Frequenzmischer 3 und ein erstes Tiefpaßfilter 4. Die zu trennenden Eingangsfrequenzen f\ und h werden über den Eingangsanschluß (a) dem Frequenzmischer zugeführt. Andererseits wird ein Bezugssignal mit einer Frequenz f„, dem anderen Eingangsanschluß (c) des Frequenzmischers 3 zugeführt. Dies führt dazu, daß der Frequenzmischer 3 ein Aiisgangssignäl mil rrequenzkomponenien \f\ + Q. \h + iii|. |/i - L\ und \f₂ — Q erzeugt. Von diesen Frequenzkomponenten gelangen ausschließlich die Frequenzkomponenten \f\ — f,„\ und \f₂ — f_m\ durch das erste Tiefpaßfilter 4. Das Ausgangssignal des Tiefpaßfilters 4 wird direkt dem Phasenvergleicher 2 und ebenfalls über das zweite Tiefpaßfilter 1 dem Phasenvergleicher 2 zugeführt. Die Grenzfrequenz f_c des zweiten Tiefpaßfilters 1 wird zwischen |/i — /"_m|und \f₂ — f„,\ eingestellt.

Dieses Filter entspricht einem üblichen Filter, bei dem die Frequenzen f\ und f₂ einem direkten Phasenvergleich unterworfen werden. Es soll jedoch darauf hingewiesen werden, daß bei dem gewöhnlichen Fall die Frequenzen f\ und f₂ sehr dicht beieinander liegen und entsprechend, wenn der Wert von \f\ — (₂\l(\ in Prozent in der Größenordnung von einigen Prozent liegt, es schwierig ist, die Grenzfrequenz /!-genau einzustellen. Andererseits wird die Grenzfrequenz durch \f\ — f,„\ und \f₂ — f„,\ bestimmt und daher kann dann, wenn f„, = f₂ ist, S₂ — f„, auf einen sehr kleinen Wert eingestellt und entsprechend das Verhältnis |/Ί — f_m\l\f₂ — f_m\ auf einen sehr großen Wert eingestellt werden. Entsprechend kann die Grenzfrequenz /<■ einfacher eingestellt werden. Mit dieser Konstruktion werden die Veränderungen und Nullpunktverschiebungen der Kondensatoren und Widerstände, die außerhalb verbunden sind, entscheidend vermindert.

Wie im einzelnen beschrieben wurde, wird um benachbarte Frequenzen /i und /i zu trennen, ein Bezugssignal mit einer Frequenz f_m verwendet, so daß der Frequenzmischer ein Ausgangssignal mit Frequenzkomponenten \f] — f_m\ und \f₂ — f_m\ schafft, die mittels des ersten Tiefpaßfilters ausgewählt werden. Das Ausgangssignal des Filters wird direkt dem Phasenvergleicher und durch das zweite Tiefpaßfilter dem gleichen Vergieicher zugeleitet, wo die Ausgangssignale einem Vergleich unterworfen werden. Entsprechend kann das Verhältnis |/i — f_m\l\fi — fm\ auf einen großen Wert eingestellt werden. Die Grenzfrequenz des zweiten Tiefpaßfilters kann somit leicht eingestellt werden. Die Frequenztrennvorrichtung ^:it insofern von Vorteil als sie dicht beieinander liegende Frequenzen mit einer hohen Genauigkeit trennen kann und ihre Arbeitsweise nicht durch Veränderungen oder Nullpunktverschiebungen der außerhalb verbundenen Widerstände und Kondensatoren beeinflußt wird.

Eine Ausführungsform nach der Erfindung soll unter Bezugnahme auf F i g. 7 beschrieben werden.

Fig.7 ist ein Blockschallbild, das ein Beispiel einer Frequenztrennvorrichtung darstellt. Die Bauteile, die denen von F i g. 3 ähnlich sind, sind mit den gleichen Bezugszeichen bezeichnet und werden nicht im einzelnen beschrieben. Das in F i g. 7 dargestellte Blockschaltbild umfaßt einen ersten Frequenzteiler 30, dessen Frequenzteilverhältnis entweder auf N\ oder N₂ eingestellt werden kann, einen zweiten Frequenzteiler 300, der über einen Wellenformer 19 mit dem zweiten Tiefpaßfilter 16 verbunden ist. Die Ausgänge des zweiten Frequenzteilers 300 und das Phasenvergleichers 17 betreiben einen Steuerschaltkreis 10, der das Frequenzteilungsverhältnis des ersten Frequenzteilers 30 einstellt.

Es ist weiter ein Diskriminator 21 vorgesehen, der ein Trennausgangssignal entsprechend den Zuständen der Ausgänge des Steuerschaltkreises 10 und des Phasenvergleichers 17 ausgibt.
Die so aufgebaute Frequenztrennvorrichtung arbeitet wie folgt:

Es wird angenommen, daß die Trägerfrequenz eines AM Eingangssignals am Eingangsanschluß 11 £ und die Modulationsfrequenz /Ί oder f₂ beträgt. Die Arbeitsweise der verschiedenen Schaltkreiselemente vom Eingangsanschluß 11 bis zum Phasenvergleicher 17 entsprechen denen von F i g. 3. Das Frequenzteilungsverhältnis des Frequenzteilers 30 soll jedoch den folgenden Bedingungen genügen:

_ Jc_

N₁

- i I·^und

■γ-ί

N₂

Somit muß für das Frequenzteilungsverhältnis N] die Differenzkomponente zwischen dem Signal mit der Frequenz f\ und dem Bezugssignal innerhalb des Durchlaßbereichs des zweiten Tiefpaßfilters liegen, während für das Frequenzteilungsverhältnis N₂ die Differenzkomponente zwischen dem Signal mit der Frequenz f₂ und dem Bezugssignal innerhalb des Durchlaßbereichs des zweiten Tiefpaßfilters liegen muß. Es werden daher dem Phasenvergleicher 17 Signale zugeführt, die untereinander in Phase sind und im wesentlichen ein gleiches Niveau haben. Wenn die phasengleichen Signale dem Phasenvergleicher 17 zugeleitet werden, bleibt der Ausgang des Steuerschaltkreises 10 unverändert. Wenn Signale unterschiedlicher Phase (einschließlich entgegengesetzter Phase) dem Phasenvergleicher 17 zugeleitet werden, schaltet der Steuerschaltkreis 10 das Frequenzteilungsverhältnis des ersten Frequenzteilers 30 auf N\ oder N2 bei einer Wiederholungsfrequenz, entsprechend dem Frequenzteilungsverhältnis Ni des zweiten Frequenzteilers 300, entsprechend der Ausgangsfrequenz des zweiten Tiefpaßfilters 16. Das heißt, das Schalten des Frequenzteilungsverhältnisses auf M oder N₂ wird wiederholt ausgeführt, bis man ein Signal im Durchlaßbereich des zweiten Tiefpaßfilters 16 erhält und die Signale mittels des Phasenvergleichers 17 als in Phase festgestellt werden. In diesem Zusammenhang bedeutet die Tatsache, daß das zweite Filter 16 ein Tiefpaßfilter ist und das Signal innerhalb des Durchlaßbereiches des Tiefpaßfilters liegt, daß die Wiederholungsfrequenz abnimmt Entsprechend nimmt, in dem Fall, in dem die Eingangssignale zueinander in Phase sind, die Demodulationsdauer des Phasenvergleichers zu.
Im folgenden soll als Beispiel der Betriebsweise der Frequenztrennvorrichtung der Fall einer Fernseh-Ton-Multiplex-Ausstrahlung beschrieben werden.

In diesem Fall beträgt die Trägerfrequenz 55,125 kHz, die Modulationsfrequenz /Ί für Stereoausstrahlung

982,5 Hz, während die Modulalionsfrcquen/. (ι für mehrkanalige (zweisprachige) Ausstrahlungen 922.5 H/. beträgt. Wenn N\ = 55 und Λ/2 = 61 ist, hat das Bezugssignal f_m im Fall des Frequenzteilungsverhältnisses N\ eine Frequenz von 1002,3 Hz (T_n, 1) und im Fall des Frequenzteilungsverhältnisses ΑΛ eine Frequenz von 903,7 Hz.

Entsprechend beträgt die Differenzkomponente /ι — f_m für Stereoausstrahlung für das Frequenzteilungsverhältnis N] 19,8 Hz und für das Frequenzteilungsverhältnis N₂ 78,8 Hz. Im Gegensalz dazu beträgt die Differenzkomponente /2 — f\ für zweisprachige Ausstrahlungen für das Verhältnis N₁ 79,8 Hz und für das Verhältnis Ni 18,8 Hz. Wenn die Grenzfrequenz f_a des zweiten Tiefpaßfilters 16 auf 40 bis 50 Hz eingestellt ist, liegt daher dann die Differenzkomponente im Fall der Stereoausstrahlung für das Frequenzteilungsverhältnis N\ und im Fall der zweisprachigen Ausstrahlung für das Verhältnis N₂ im Durchlaßbereich des zweiten Tiefpaßfilters 16.

Wenn die Differenzkomponente im Durchlaßbereich liegt, wird der Steuerschaltkreis 10 unverändert gehalten. Die Stereo- und zweisprachigen Sendesignale können dann durch die Bestimmung unterschieden werden, ob das Frequenzteilungsverhältnissignal N₁ oder N₂ beträgt.

Wenn die Differenzkomponente außerhalb des Durchlaßbereiches liegt, schaltet der Steuerschaltkreis 10 von /Vi auf N₂ oder von Λ/2 auf N\. Wenn nach diesem Schaltvorgang die Differenzkomponente innerhalb des Durchlaßbereiches liegt und phasengleiche Signale mittels des Phasenvergleichers 17 in einer Zeitdauer erfaßt werden, die ungefähr N] ■ 20 Hz beträgt, wird der Ausgang des Steuerschaltkreises 10 beibehalten. Wenn die Differenzkomponenten auch nach dem Schaltvorgang nicht innerhalb des Durchlaßbereiches liegt, wird der Frequenzteilungsvorgang mit den Verhältnissen M und N2 wiederholt und bei einer Zeitdauer von A/j durchgeführt Somit wird der Wert Ni, die für die Selbslhaltung erforderliche Zeit, von der Ansprechcharaktcristik des Phasenvergleichers 17 bestimmt.

F i g. 11 ist ein schematisches Logikschaltbild zur Darstellung des Aufbaus des Steuerschaltkreiscs 10, des Frequenzteilers 30 und des Frequenzteilers 300.

Ein weiteres Ausführungsbeispiel der Frequenztrennvorrichtung ist in F i g. 8 dargestellt. Wie man aus einem Vergleich der F i g. 7 und 8 sieht, werden an Stelle des ersten Frequenzteilers im zweiten Beispiel Frequenzteiler 30a und 3Oi mit Frequenzteilungsverhältnissen N₁ bzw. Λ/2 vorgesehen. Ebenfalls werden zwei, mit den entsprechenden Frequenzteilern 30a und 306 verbundene Freqücnzrnischer 14ä und ί4ό und an Steiie des ersten Tiefpaßfilters 2 zwei Tiefpaßfilter 15a und 156, die mit den entsprechenden Frequenzmischern 14a und 146 verbunden sind, verwendet Einer der Ausgänge der zwei ersten Tiefpaßfilter 15a und 156 in den zwei Zweigen, wird dem zweiten Tiefpaßfilter und dem Phasenvergieicher 17 über den Schalter 22 zugeführt, der den Ausgang des Steuerschaltkreises 10 empfängt

In dem in F i g. 7 dargestellten Beispiel ist das Frequenzteilungsverhältnis direkt geschaltet. In dem in F i g. 8 dargestellten Beispiel werden die Ausgänge der zwei unterschiedlichen Frequenzteilungsverhältnissen entsprechenden Signalen mit der gleichen Wirkung wie in dem in F i g. 7 beschriebenen Beispiel geschaltet.

Somit arbeitet die Frequenzvorrichtung immer im richtigen Bereich mit einer einfachen Anordnung, in der das Frequenzteilungsverhältnis des ersten Frequenzteilers zur Frequenzteilung des AM Eingangssignals entsprechend dem Ausgang des zweiten Frequenzteilers und dem Ausgang des Phasenvergleichers geändert wird, wodurch eine fehlerhafte Betriebsweise verhin-

ή den wird, die sonst auftreten könnte, wenn die elektrische Feldstärke gering ist.

F i g. 9 ist ein Blockschaltbild der grundsätzlichen Anordnung einer weiteren Ausführungsform der Frequenztrennvorrichtung. Das in Fig. 9 dargestellte

κι Blockschaltbild umfaßt einen Selektivverstärker 41 ähnlich dem in F i g. 1, einen Begrenzer 44, einen Frequenzteiler 46, einen Frequenzmischer 47, ein erstes Tiefpaßfilter 48, ein zweites Tiefpaßfilter 49, einen Phasenvergleicher50 und Spannungsvergleicher 51a und 516.

Dem Selektivverstärker 41 wird ein zusammengesetztes Signa! zugeleitet, in dem nur das AM Signai von 55,125 kHz oder das Trennsignal verstärkt wird. Weiter wird das Signal mit einer Frequenz von 45,125 kHz durch den Begrenzer 45 erhalten und dann der l/A/ Frequenzteilung mittels des Frequenzteilers 46 unterworfen. Vorzugsweise beträgt /V61 (N =61) aus dem im folgenden beschriebenen Grund.

Aufgrund der Frequenzteilung erhält man ein Signal mit einer Frequenz f_m. Das Signal der Frequenz /,„ und das ursprüngliche AM Signal werden dem Frequenzmischer 47 zugeführt. Der Ausgang des Frequenzmischers 47 wird dem ersten Tiefpaßfilter 48 zugeführt. Die Differenzkomponente, die |982,5 — Q oder |922,5 — f_m\ beträgt, wird durch das erste Tiefpaßfilter 48 geleitet. Bei N = 61 beträgt f„, » 903,7 Hz und die Differenzkomponente 78,8 Hz bzw. 18.8 Hz.

Die Grenzfrequenz /, des zweiten Tiefpaßfilters wird auf einen Wert zwischen 982.5 — f„, und 922.5 — f„, eingestellt, d. h„ zwischen 18.8 Hz und 78.8 Hz im Falle von A/= 1.

Das Ausgangssignal des ersten Tiefpaßfilters 48 wird direkt dem Phasenvergleicher 50 und über das zweite Tiefpaßfilter 49 dem Phasenvergleicher 50 zugeführt. Das heißt, die Ausgangssignale des ersten und zweiten Tiefpaßfilters 48 und 49 werden dem Phasenvergleicher 50 zugeführt, der die Phasenverschiebungen zwischen den zwei Ausgängen erfaßt, wodurch Stereoausstrahlungen und Mehrkanalausstrahlungen, wie z. B. zweisprachige Ausstrahlungen, vom Ausgang des Phasenvergleichers 50 getrennt werden. Fig. 10 zeigt die Kennlinien des zweiten Tiefpaßfilters 49. In dieser Ausführungsform kann ein zweipoliges RC Filter verwendet werden.
In diesem Fall beträgt die Grenzfrequenz f_c = 1/2 ^R₁R₂OC₂, wobei die Kennlinien des Filters in Fig. 12 dargestellt sind. Die in Fig. 10 dargestellte Kurve A stellt die Amplitudenkennlinie und die Kurve fldie Phasenkennlinie dar. Im Bezug auf |18,8 — f_m\ und |78,8 — f„,\ ändert sich die Phase von 0° bis —180°. Daher wird, wenn die Bezugsfrequenz f_m so gewählt ist, daß die Differenz zwischen 118,8 — Q und |78,8 — f_m\ so groß wie möglich ist, dann ein Frequenztrennschaltkreis geschaffen, der sehr wenig durch die Wertverschiebung der Widerstände und Kondensatoren und der <?-Kennlinie des Filters beeinflußt wird.

Die wirksame Verwendung des Frequenzmischers 47 wird aus der folgenden Beschreibung deutlich. Es soll der Fall betrachtet werden, bei dem kein Frequenzmischer 47 verwendet wird, d. h, das Signal wird direkt der AM Demodulation unterworfen und dem Phasenvergleicher 50 zugeführt In diesem Fall beträgt das Verhältnis von 982,5 Hz zu 922,5 Hz 1,065. Es ist daher, um für das zweite Tiefpaßfilter 49 eine gewünschte Phasen-

änderung zu schaffen, notwendig, die Genauigkeit der Q-Kennlinie des zweiten Tiefpaßfilters 49 zu steigern und eine Gegenmaßnahme gegen die Verschiebung der Werte der Schaltkreiselemente zu schaffen, wenn die Grenzfrequenz f_c zwischen 982,5 Hz und 922,5 Hz eingestellt wird. Andererseits wird das Signal dem Frequenzmischer 47 zugeführt. Es betragen daher im Fall von N = 61, die mittels des zweiten Tiefpaßfilters 49 phasenverschobenen Frequenzen 78,8 Hz und 18,8 Hz, und das Verhältnis der Frequenzen beträgt etwa 4,2. Entsprechend kann, wenn die Grenzfrequenz des zweiten Tiefpaßfilters 49 zwischen 40 und 45 Hz eingestellt ist, der Q-Wert in der Größenordnung von 5 und die Toleranzen der Kondensatoren und Widerstände nur 20% betragen. Im Fall N = 60 betragen die dem zweiten Tiefpaßfilter 9 zugeleiteten Frequenzen 3,75 Hz und 63,7 Hz. In diesem Fall wird daher für ein Eingangssignal von 3 Hz die Ansprechcharakteristik verschlechtert, da die Übergangscharakteristik dann unbefriedigend ist. Entsprechend ist es in einem praktischen Anwendungsfall nützlich, daß N — 61 beträgt, und daß das zweite Tiefpaßfilter 49 so ausgelegt ist, daß f_c — 40 oder 45 Hz und Q = 5 beträgt.

Aus der obigen Beschreibung ergibt sich, daß, wenn eine Stereoausstrahlung oder eine inehrkanalige Ausstrahlung mittels des amplituden-modulierten Steuersignals getrennt wird, daß das mittels Frequenzteilung des Trägersignals des Steuersignals erhaltene Signal, und das ursprüngliche AM Signal dem Frequenzmischer zugeführt werden, daß die Differenzkomponente zwisehen dem frequenzgeteilten Signal und dem Modulationssignal durch ein erstes Tiefpaßfilter geleitet und einem zweiten Tiefpaßfilter zugeführt wird, und daß die Ausgänge der zwei Tiefpaßfilter mittels eines Phasenvergleichers einem Phasenvergleich unterzogen werden. Die Phasendifferenz zwischen den Frequenzen, die dem Phasenvergleich unterzogen werden, kann aus diesem Grund groß sein, wodurch eine Trennung mit hoher Genauigkeit und Einfachheit erreicht wird.

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Hierzu 6 Blatt Zeichnungen

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Claims

Patentansprüche:

1. Frequenztrennvorrichtung, mit einem Frequenzmischer, dem ein Eingangssignal mit zu tren- s nenden benachbarten Frequenzen f\ und fi und ein Bezugssignal mit einer Frequenz f_m zugeführt wird, mit einem nachgeschalteten ersten Tiefpaßfilter zur Erzeugung eines Ausgangssignals, das zwischen den zu trennenden Frequenzen und der Frequenz des Bezugssignals ausschließlich Frequenzdifferenzkomponenten |/i — f_m\ und \h — f_m\ aufweist, mit einem zweiten, dem ersten Tiefpaßfilter nachgeschalteten Tiefpaßfilter, und mit einem Phasenvergleicher, der an einem Eingangsanschluß das Ausgangssignal des ersten Tiefpaßfilters und an seinem zweiten Eingang das Ausgangssignal des Phasenvergleichs empfängt, um die zu trennenden Signale entsprechend einer Phasendifferenz zwischen den empfangenen Ausgangssignalen zu trennen, dadurch gekennzeichnet, daß zur Erzeugung des Bezugssignals ein das Eingangssignal empfangender Begrenzer (12) und ein diesem nachgeschalteter erster Frequenzteiler (30) mit variablem Teilungsverhältnis vorgesehen ist, weiter das zweite Tiefpaßfilter (16) einem zweiten Frequenzteiler (300) verbunden ist, und ein das Ausgangssignal des zweiten Frequenzteilers (300) und das Ausgangssignal des Phasenvergleichers (17) empfangender Steuerschaltkreis (10) vorgesehen ist, der aus den empfangenen Ausgangssignalen ein Steuersignal zur Einstellung des Teilungsverhältnisses des ersten Frequenzteilers (30) erzeugt

2. Frequenztrennvorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das zweite Tiefpaßfilter (16) eine Grenzfrequenz aufweist, die zwischen den Frequenzdifferenzkomponenten \f\ — f,„\ und I/2 — fm\ zwischen den zu trennenden Signalen mit benachbarten Frequenzen f\ und /2 und dem Bezugssignal mit der Frequenz f_m liegt.

3. Frequenztrennvorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß zwischen dem zweiten Tiefpaßfilter (16) und dem zweiten Frequenzteiler (300) ein Wellenformer (19) zwischengeschaltet ist.

4. Frequenztrennvorrichtung nach einem der An-Sprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß ein in Abhängigkeit des Ausgangssignals des Phasenvergleichers (17) und des Steuerschaltkreises (10) arbeitender Diskriminator (21) vorgesehen ist.

5. Frequenztrennvorrichtung nach einem der An-Sprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß das amplituden-modulierte Eingangssignal mit einer der Modulationsfrequenzen f\ und Z₂ moduliert ist, daß das zweite Tiefpaßfilter (16) eine Grenzfrequenz von fa aufweist, und daß das Frequenzteilungsverhältnis des ersten Frequenzteilers (30) zwischen den Frequenzteilungsverhältnissen Ni und N₂ schaltbar ist, wobei

Frequenzmischer (14) aus zwei Frequenzmischerabschnitten (14a, 14OyI besteht, daß der erste Frequenzteiler (30) aus zwei Frequenzteilerabschnitten (30a, 3Ob) besteht, von denen der erste Frequenzteilerabcchnitt (30a) dem ersten Frequenzmischerabschnitt (14a^ und der zweite Frequenzteilerabschnitt (30b,) dem zweiten Frequenzmischerabschnitt (i4b) zugeordnet ist, daß der erste Frequenzteilerabschnitt (3Ca^ ein zum zweiten Frequenzteilerabschnitt (30b) unterschiedliches Teilungsverhäitnis aufweist, daß das erste Tiefpaßfilter (15) aus zwei Tiefpaßfilterabschnitten (15a, i5b) besteht, die jeweils einem Frequenzmischerabschnitt (14a, Hb) zugeordnet sind, daß den zwei Tiefpaßfilterabschnitten (15a, 15b) ein Schalter (22) nachgeschaltet ist, um den einen oder den anderen Tiefpaßfilterabschnitt (15a oder iSb) mit dem zweiter. Tiefpaßfilter (16) zu verbinden, und daß der Schalter (22) vom Steuerschaltkreis (10) ansteuerbar ist