DE3315692C2

DE3315692C2 - Schaltung zur Verminderung der Intermodulationsverzerrung in einem frequenzmodulierten Signal

Info

Publication number: DE3315692C2
Application number: DE3315692A
Authority: DE
Inventors: Yasuaki Kasukabe Saitama Watanabe
Original assignee: Victor Company of Japan Ltd
Current assignee: Victor Company of Japan Ltd
Priority date: 1982-04-30
Filing date: 1983-04-29
Publication date: 1986-01-16
Also published as: GB2121655B; JPS58190190A; NL188879C; KR860001987B1; NL188879B; KR840004832A; GB8311645D0; NL8301489A; FR2526245A1; US4577238A; FR2526245B1; GB2121655A; JPS649662B2; DE3315692A1

Abstract

Die Erfindung betrifft eine Schaltung zur Verminderung der zweiten Verzerrung in einem frequenzmodulierten Signal, wobei ein Schaltkreis vorhanden ist, der ein eingangsmäßig frequenzmoduliertes Mehrfachsignal, das zweite Verzerrungskomponenten enthält, in eine stark angenäherte sinusförmige Wellenform umformt. Diesem Schaltkreis ist ein Detektorschaltkreis nachgeschaltet, der den mittleren Gleichstrompegel feststellt und ein Detektorausgangssignal erzeugt, das dem sinusförmige Wellen bildenden Schaltkreis zugeführt wird. Dieses Ausgangssignal verschiebt den mittleren Gleichstrompegel, so daß die Intervalle, während denen zwei Transistoren in dem wellenformenden Schaltkreis leitend sind, sich größenmäßig annähern. Diese Operation wird mehrfach wiederholt und eine geschlossene Schleife, bestehend aus dem Schaltkreis, dem Detektorschaltkreis, einem Filter und einem Verstärker arbeitet derart, daß die Intervalle zweier weiterer Transistoren in dem Detektorschaltkreis zum Feststellen des mittleren Gleichstrompegels sich ebenfalls weitgehend einander annähern.

Description

Die Erfindung betrifft eine Schaltung zur Verminderung der Intermodulationsverzerrungen in einem frequenzmodulierten Signal und insbesondere eine Schaltung einfachen Aufbaus, die zur Verminderung einer zweiten Verzerrung in einem frequenzmodulierten Signal geeignet ist.

Im allgemeinen sind in der Praxis Geräte bekannt, die ein Informationssignal, bestehend aus einem Farbvideosignal und einem Tonsignal auf einem sich drehenden Aufzeichnungsträger, weiterhin als eine Platte bezeichnet, in Form von geometrischen Veränderungen der Plattenoberfläche aufzeichnet, und die das aufgezeichnete Informationssigral von der Platte mittels eines Abtastsystems wiedergeben, das die Veränderung in der elektrostatischen Kapazität zwischen einem Wiedergabeelement und der Platte nutzt oder die geometrischen Veränderungen der Plattenoberfläche mit einem Lichtstrahl abtastet. Dabei ergibt sich bei der Aufzeichnung des Informationssignals auf der Platte das Problem, daß die Vertiefungen nicht exakt konvex und konkav ausgeformt sind und daß die Umrisse der Vertiefungen unscharf sind. Beispielsweise wird in einem Abtastsystem vom elektrostatischen Kapazitätstyp das aufgezeichnete Signal aus den Veränderungen in der elektrostatischen Kapazität zwischen einer Elektrode eines Wiedergabestiftes und der Plattenoberfiäche gewonnen, da sich die elektrostatische Kapazität entsprechend der konvexen und konkaven Veränderungen der Piattenoberfläche ändert. In einem derartigen Abtastsystem vom elektrostatischen Kapazitätstyp wird die Veränderung in der elektrostatischen Kapazität nicht durch die Gestalt eines konkaven Bereichs beeinflußt, der ausreichend von der Elektrode des Wiedergabestiftes getrennt ist, vielmehr wird die Wellenform des wiedergegebenen Signals durch die Gestalt eines konvexen Bereichs beeinflußt, welcher an die Elektrode des Wiedergabestiftes angrenzt. Dementsprechend beinhaltet das von der Plattenoberfläche wiedergegebene Signal eine Verzerrung entsprechend der abweichenden Gestalt des konvexen Bereichs, der auf der Plattenoberfläche ausgebildet ist.

Wenn das Informationssignal auf der Platte mit konstanter Winkelgeschwindigkeit aufgezeichnet ist, wird die Größe der auf der Platte ausgebildeten Vertiefungen gegen das Innere der Platte zu kleiner, da die Umfangsgeschwindigkeit gegen das Innere der Platte zu absinkt. Dies ergibt eine Intermodulationsverzerrung, die insbesondere in dem wiedergegebenen Signal von den inneren Flächenabschnitten der Platte feststellbar

Das auf der Plattenoberfläche aufgezeichnete Informationssigna! wird in folgender Weise ausgegeben: Zunächst wird ein frequenzmoduliertes Tonsignal, das durch Frequenzmodulation eines Trägersignals mittels eines Tonsignals erhalten wird, mit einem Farbvideosi-

*nal in verschiedenen Frequenzbändern multipliziert. Ein Trägersignal vorgegebener Frequenz wird mit dem Multiplex-signal frequenzmoduliert und das Informationssignal auf der Plattenoberfläche in Form dieses frequenzmodulierten Multiplexsignals aufgezeichnet.

Wenn eine derartige Intei modulationsverzerrung in dem frequenzmodulierten Multiplexsignal, das von der Plattenoberfläche wiedergegeben wird, auftritt, geschieht dies in der Weise, daß eine Intermodulaiionsverzerrungskomponenie entweder des Farbvideosignals oder des frequenzmodulierten Tonsignals oder Intermodulationsverzerrungskomponenten beider Signale, nämlich des Farbvideosignals und des frequenzmodulierten Tonsignals innerhalb des Frequenzbandes des anderen Signals oder in ihren gegenseitigen Frequenzbändern vermischt werden. Wird in einem derartigen Fall das frequenzmodulierte Multiplexsignal demoduliert, kommt es zu einem Qualitätsverlust in der Bildqualität des Wiedergabebildes, der Tonqualität des wiedergegebenen Tons und dergleichen infolge der Schwebeinterferenz, die durch die Mischung der beiden Verzerrungskomponenten eingeführt wird.

Dementsprechend ist es erforderlich, die Ijttermodulationsverzerrung zu reduzieren bzw. nach Möglichkeit zu eliminieren, bevor das wiedergegebene frequenzmodulierte Multiplexsignal demoduliert wird. Obwohl die Intermodulationsverzerrung in den hohen Frequenzen einfach dadurch eliminiert werden kann, daß das wiedergegebene frequenzmodul'ierte Multiplexsignal ein Tiefpaßfilter durchläuft, ist es nicht möglich, die Interpolationsverzerrung zu eliminieren, die innerhalb der erforderlichen Seitenfrequenzbänder vermischt ist Somit reicht es nicht aus, eine Schaltung zum Reduzieren der Intermodulationsverzerrung einzig und allein unter Verzerrung eines Tiefpaßfilters aufzubauen.

Aufgabe der Erfindung ist es, eine Schaltung zur Verminderung der Intermodulationsverzerrung in einem frequenzmodulierten Signal zu schaffen, mit der die Intermodulationsverzerrung des frequenzmodulierten Signals wirksam reduziert werden kann und das frequenzmodulierte Signal auf einen Wert begrenzt wird, bei dem der Arbeitszyklus des frequenzmoduibrten Signals in bezug auf einen mittleren bzw. durchschnittlichen Gleichstrompegel eine Wellenformung zuläßt, die eine im wesentlichen sinusförmige Welle ergibt.

Diese Aufgabe wird erfindungsgeinäß dadurch gelöst, daß ein sinusförmige Wellen formender Schaltkreis ein eingangsmäßig frequenzmoduliertes Signal mit einer Intermodulationsverzerrungskomponente empfängt, die Wellenform des frequenzmodulierten Eingangssignals in eine stark angenäherte sinusförmige Wellenform umformt, daß einem Detektorschaltkreis ein Ausgangssignal des sinusförmige Wellen formenden Schaltkreises zum Bestimmen des mittleren Gleichstrompegels des Ausgangssignals dieses Schaltkreises zugeleitet wird, um ein Detektorausgangssignal zu erzeugen, das dem sinusförmige Wellen formenden Schaltkreis zugeführt wird und von dem eine die Wellenform gestaltende Größe verändert wird, um eine der sinusförmigen Wellenform Stark angenäherte Wellenform zu erhalten und ein frequenzmoduliertes Signal mit stark angenäherter sinusförmiger Wellenform zu erzeugen, dessen Intermodulationsverzerrungskomponente reduziert ist.

Die weitere vorteilhafte Ausgestaltung der Erfindung ergibt sich aus der Patentansprüchen 2 bis 6.

Mit der Erfindung wird der Vorteil erzielt, daß eini.· Wellenformung in der Weise erfolgt, daß eine im wesentlichen sinusförmige Welle erhalten wird und die Intermodulationsverzerrung weitgehend reduziert ist, da das frequenzmodulierte Signal ein Signal ist, das durch Frequenzmodulation eines Trägersignals mittels eines Multiplexsignals erhalten wird, das durch Multiplexen eines Farbvideosignals und eines frequenzmodulierten Tonsignals entsteht. Dadurch ist es möglich, die Einführung einer Schwebeinterferenz zwischen den beiden Signalen zu vermeiden und somit ein Wiedergabebild von ausgezeichneter Bildqualitäi und einen Wiedergabeton

ίο von höchster Tonqualität zu empfangen.

Die Erfindung wird im folgenden anhand der Zeichnungen näher erläutert Es zeigt

F i g. 1 ein Systemblockschaltbild einer Ausführungsform eines Wiedergabegeräts mit einem sich drehender; Aufzeichnungsträger, ausgerüstet mit einer Schaltung zur Verminderung der Intermodulationsverzerrung nach der Erfindung,

F i g. 2 ein Schaubild eines Frequenzspsktrums eines Multiplexsignals, das auf dem sich drehenden Aufieichnungsträger nach F i g. 1 aufgezeichnet ist,

F: g. 3 ein Diagramm eines Freqm-nzspektrums eines frequenzmodulierten Multiplexsignals, uas auf dem sich drehenden Aufzeichnungsträger, der in F i g. 1 gezeigt ist, aufgezeichnet ist

F i g. 4 ein Diagramm eines Frequenzspektrums, das die Beziehung zwischen einer Trägersignalfrequenz und einer Intermodulationsverzerrungskomponente darstellt,

F i g. 5 ein Sysiemblockschaltbild einer Ausführungsform einer Schaltung zur Verminderung der Intermodulationsverzerrung nach der Erfindung,

F i g. 6 ein schematisches Diagramm einer konkreten Schaltung des Blocksystems nach F i g. 5,

F i g. 7A und 7 B Diagramme zur Erläuterung der Betriebsweise der in F i g. 6 dargestellten Schaltung und

F i g. 8 ein Schaltbild einer weiteren Ausführungsform einer konkreten Schaltung, die einen Teil des Blocksystems nach F i g. 5 bildet.

In F i g. 1 ist ein Systemblockschaltbild einer Ausführungsform eines Wiedergabegeräts für einen sich drehenden Aufzeichnungsträger gezeigt, das mit siner Schaltung zur Verminderung der Intermodulationsverzerrung ausgestattet ist. Auf einer Platte i.O ist ein frequenzmoduliertes Multiplexsignal eines Informationssignals, bestehend aus einem Farbvideosignal und einem Tonsignal aufgezeichnet, wobei die Platte auf einem Drehtisch 11 aufliegt und mit einer vorgegebenen Drehgeschwindigkeit rotiert.

Ein Wiedergabestift 13 einer Signalaufnahmeeinrichtung 12 steht in Kontakt mit einer Aufzeichnungsoberfläche der sich drehenden Platte 10, um das aufgezeichnete frequenzmodulierte Mehrfachsignal von der Plaite 10 aufzunehmen und wiederzugeben. In der vorliegenden Ausführungsform der Erfindung ist das frequenzmodulierte Multiplexsignal auf der Platte HO als geometrische Veränderung der Plattenoberfläche aufgezeichnet und wird entsprechend der Veränderung in der elektrostatischen Kapazität zwischen der Platte 10 und einer Elektrode d.s Wiedergabestifts 13 wiedergegeben.

Referenzsignale für die Spurfolgesteuerung sind gleichfalls auf der Platte 10 neben dem frequenzmodulierten Multiplexsignal aufgezeichnet, und diese Referenzsignale werden zusammen mit dem frequenzmodulierten Multiplexsignal wiedergegeben.

Die aufgenommenen und wiedergegebenen Signale von der Platte 10 durchlaufen einen Vorverstärker 14 und werden dann einer Spurfolgesteuerschaltung 15 und einer erfindungsgemäßen Schaltung 16 zur Vermin-

derung der Intermodulationsverzerrung zugeleitet. Die Bezugssignale für die Spurfolgesteuerung werden in der Spurfolgesteuerschaltung 15 aufgetrennt, und ein Spurfolgesteuersignal wird aus diesen getrennten Bezugssignalen gebildet. Dieses Spurfolgesteuersignal wird einer Spurfolgesteuerspule innerhalb der Signalaufnahmeeinrichtung 12 zugeleitet, und es wird eine Spurfolgesteueroperation ausgeführt, so daß der Wiedergabestift 13 mit großer Genauigkeit der Videosignalspur folgt.

Des weiteren wird das aufgenommene frequenzmodulierte Multipiexsignal der Schaltung 16 zur Verminderung der Intermodulationsverzerrung zugeführt, in welcher die Intermodulationsverzerrungskomponente vermindert wird, wie nachstehend noch näher beschrieben werden wird. Das Informationssignal, von welchem das frequenzmodulierte Multipiexsignal abgeleitet ist, das auf der Platte 10 aufgezeichnet und von dieser wiedergegeben wird, weist beispielsweise das in K ι g. 2 gezeigte Frequenzspektrum auf. Das Informationssignal umfaßt ein Farbvideosignal mit einem Luminanzsignal, das ein Frequenzband Y von Null bis etwa 3 MHz belegt und ein Trägerchrominanzsignal, das ein Frequenzband C von ± 500 kHz zu beiden Seiten eines Chrominanzseitenträgerfrequenzbandes von 2,56 MHz umfaßt, ein erstes frequenzmoduliertes Tonsignal, das ein Frequenzband A 1 belegt, das durch eine Frequenzmodulation eines Trägersignals einer Frequenz von 3,43 MHz durch ein Erstkanaltonsignal erhalten wird und ein zweites frequenzmoduliertes Tonsignal, das ein Frequenzband A 2 umfaßt, welches durch die Frequenzmodulation eines Trägersignals mit einer Frequenz von 3,73MHz durch ein Zweikanaltonsignal erhalten wird. Das Luminanzsignal Y des Farbvideosignals wird durch die Frequenzbandbegrenzung eines Luminanzsignals des normalen Farbvideosignals des NTSC-Systems erhalten, so daß die obere Grenzfrequenz gleich 3 MHz v.'ird. Das Trägerchrominanzsignal C wird durch Frequenzumsetzung eines Trägerchrominanzsignals einer Chrominanzseitenträgerfrequenz von 3,58 MHz in ein Tiefband zu einer Frequenz von 2,56 MHz erhalten, die 5/7 der Frequenz von 3.58 MHz beträgt. Das Trägerchrominanzsignal ist frequenzbandmäßig gemeinsam mehrfach genutzt mit dem Hochfrequenzbereich des Luminanzsignals Y. Das erste und zweite frequenzmodulierte Tonsignal A 1 und A 2 sind mehrfach genutzt in einem Hochfrequenzbereich, so daß sie sich nicht mit dem Luminanzsignal Vüberlappen.

Ein frequenzmoduliertes Multipiexsignal. das ein in F i g. 3 durch eine durchgehende Linie dargestelltes Frequenzspektrum besitzt, wird durch Frequenzmodulation eines Trägersignals, das eine Frequenz von 6,6 MHz besitzt, mit dem mehrfach genutzten Informationssignal erhalten, welches das in F i g. 2 gezeigte Frequenzspektrum aufweist. In F i g. 3 zeigt ein Frequenzband I ein Trägerabweichungsfrequenzband des frequenzmodulierten Luminanzsignals an. das durch Frequenzmodulation des zuvor erwähnten Trägersignals erhalten wird. Eine Frequenz /·, gibt die Frequenz von 6,1 MHz wieder, die einer Spitze des Synchronisationssignals des Luminanzsignals entspricht, eine Frequenz /j, von 6.6 MHz korrespondiert mit einem Schwarzwert des Luminanzsignals und eine Frequenz f_c von 7,8 MHz entspricht einer weißen Spitze des Luminanzsignals. Zusätzlich sind Frequenzbänder Ht; und Hl dargestellt, die ein oberes und ein unteres Seitenband des frequenzmodulierten Luminanzsignals wiedergeben. Frequenzbänder UIu und HIz. stellen ein oberes und ein unteres Seitenband der Signale dar, die durch weitere Frequenzmodulation des Trägersignals durch das erste und zweite frequenzmodulierte Tonsigna! erhalten werden. Die Frequenzspektren des ersten und zweiten frequenzmodulierten Tonsignals sind durch A 1 und Λ 2 in Fig. 2 und durch eine gestrichelte Linie IV in F i g. 3 wiedergegeben. Des weiteren ist ein Frequenzspektrum des Trägerchrominanzsignals durch eine gestrichelte Linie V dargestellt, die dem Band C in F i g. 2 entspricht. Das durch die gestrichelte Linie V dargestellte Frequenz-Spektrum des Chrominanzträgersignals wird in erste Seitenfrequenzbänder W\u und V!/. und zweite Seitenfrequenzbänder VlIυ und VII/. durch die zuvor erwähnte Frequenzmodulation umgesetzt.
In Fig. 3 sind die Frequenzspektren eines ersten, zweiten und dritten Referenzsignals für die Spurfolgesteuerung durch fp], fp2 und f_pl dargestellt. Unter den Signalen in den Frequer.^spektren, die in Fig. 3 mit durchgehenden Linien gezeichnet sind, und die auf der Platte 10 als Reihen von unterbrochenen Vertiefungen aufgezeichnet sind, sind die Signale in den Frequenzbändern, die mittels durchgehender Linien 1, IJt;, II/., Ulf, HI/., VI(A Vl/., VII^ und VII/. und das dritte Bezugssignal fpi auf einer Hauptspur mit einem Betrag von vier Feldern für eine Spurumdrehung der Platte 10 beispielsweise aufgezeichnet. Zusätzlich sind das erste und zweite Bezugssignal f_p 2 und f_p ι abwechselnd auf jeder Spurdrehu;.£ zwischen der Hauptspur aufgezeichnet.

Das frequenzmodulierte Multipiexsignal des in F i g. 3 gezeigten Frequenzspektrums ist auf der Platte 10 aufgezeichnet und wird aufgenommen und wiedergegeben durch die Signalaufnahmeaufncntung 12 und der Spurfolgesteuerschaltung 15 sowie der Schaltung 16 zur Verminderung der Intermodulationsverzerrung zugeleitet. Die Spurfolgesteuerschaltung 15 bildet das Spurfolgesteuersignal, basierend auf dem ersten, zweiten und dritten Bezugssignal und führt dieses Spurfolgesteuersignal der Spurfolgespule innerhalb der Signalaufnahmeeinrichtung zu.

Das frequenzmodulierte Multipiexsignal, das auf diese Weise von der Signalaufnahmeeinrichtung 12 aufgenommen wird, beinhaltet die Intermodulationsverzerrungskomponente. Wenn die Videoinformation des Farbvideosignals innerhalb des frequenzmodulierten Multiplexsignals ein vollkommen schwarzes Bild beispielsweise betrifft, so werden die Frequenzspektren von jedem der frequenzmodulierten Trägersignale so wie es durch die nicht unterbrochenen Linien in Fig.4 gezeigt ist. In F i g. 4 zeigt ein Signal Ybl von 6,6 MHz das frequenzmodulierte Luminanzsignal an, wobei diese Frequenz dem Scharzwert des Luminanzsignuis entspricht. Signale Cu und Cl mit Frequenzen von 4,04 MHz und 9,16 MHz zeigen die Chrominanz zwischen Trägerfrequenzen in den oberen und unteren Seitenfrequenzbändern des frequenzmodulierten Trägerchrominanzsignals an.

Weitere Signale in A I^ und Λ U mit Frequenzen von 3,17 MHz und 10,03 MHz geben die Tonträgerfrequenzen im oberen und unteren Seitenfrequenzband des frequenzmodulierten Tonsignals an, das durch Frequenzmodulation des Trägersignals durch das erste frequenzmodulierte Tonsignal erhalten wird. Signale A 2u und A 2/. zeigen die Tonträgerfrequenzen im oberen und unteren Seitenfrequenzband des frequenzmodulierten Signals an, das durch Frequenzmodulation des Trägersignals durch das zweite frequenzmodulierte Tonsignal zustande kommt.

Wenn die Intermodclationsverzerrung innerhalb des frequenzmodulierten Signals vorhanden ist, wird eine

Intermodulationsverzerrungskomponente DYbi. mit einer Frequenz von 13,2 MHz auftreten, die doppelt so groß ist wie die Trägerfrequenz des Luminanzsignals. wie dies durch eine gestrichelte Linie in Fig.4 gezeigt ist. Des weiteren werden Intermodulationsverzerrungskomponenten mit Frequenzen von 13,2 >rHz±2,56 MHz, 13,2 MHz±3,43 MHz und 13,2 MHz ± 3,73 auftreten. In F i g. 4 gibt eine gestrichelte Linie DCi eine Frequenz von 10,64 MHz an, die der lntermodulationsverzerrungskomponentc des Trägerchrominanzsignals entspricht und die gestrichelten Linien DA Ii. und DA 2t, die für Frequenzen von 9,77 MHz und 9,47 MHz stehen, entsprechen den Intermodulationsverzerrungskomponenten des ersten und zweiten frequenzmodulierten Tonsignals. Wie aus Fig.4 ersichtlich ist, werden die Inttrmodulationsverzerrungskomponenten DA It und DA 2;. des ersten und zweiten frcquenzmodulicrtcn Tonsigfisls innerhalb des ersten Frequenzbandes, dargestellt durch Wu in F i g. 3 des frequenzmodulierten Trägerchrominanzsignals gemischt. Als ein Ergebnis wird in dem wiedergegebenen Bild eine Farbschwebung auftreten und somit ein Qualitätsverlust in der Bildqualität erhalten. Insbesondere werden Probleme dadurch auftreten, daß die Frequenz der Intermodulationsverzerrungskomponente DA 2t nahe der Frequenz des oberen Seitenfrequenzbandes Cu des frequenzmodulierten Trägerchrominanzsignals liegt. F i g. 4 zeigt dan Fall, bei welchem das Bild vollkommen schwarz ist, falls jedoch das Bild weitgehend grai. ist, überlappt sich die Intermodulationsverzerrungskomponente DCl mit den oberen Seitenfrequenzbändern A 1 υ und /4 2t/ der frequenzmodulierten Tonsignale. In solch einem Fall tritt ein Qualitätsverlust in der Tonqualität des Wiedergabetons auf.

Wenn die Intermodulationsverzerrung in dem frenuenzmodulierten Signal erzeugt wird, treten durch die Intermodulationsverzerrungskomponenten des ersten und zweiten frequenzmodulierten Tonsignals keine Probleme auf, wenn die Luminanzinformation sich auf ein Bild bezieht, das vollständig weiß ist. Sobald jedoch die Luminanzinformation sich auf dunklere Bilder bezieht, werden die Intermodulationsverzerrungskomponenten innerhalb der Frequenzbänder des ersten und zweiten frequenzmodulierten Tonsignals oder des Bandes des frequenzmodulierten Trägerchrominanzsignals gemischt, wodurch es zu einer Ton- oder einer Farbschwebung kommt.

Die Schaltung 16 zur Verminderung der Intermodulationsverzerrung nach der Erfindung eliminiert die Intermodulationsverzerrungskomponente, so daß die voranstehend beschriebenen Probleme nicht auftreten. Die Beschreibung in bezug auf den Aufbau und auf die Betriebsweise der Schaltung 16 zur Verminderung der Intermodulationsverzerrung gemäß der vorliegenden Erfindung erfolgt nunmehr unter Bezugnahme auf F i g. 5 und die nachfolgenden Figuren.

F i g. 5 zeigt ein Systemblockschaltbild der Schaltung 16, und in Fig.6 ist ein schematisches Schaltbild der Schaltung 16 dargestellt In den F i g. 5 und 6 sind die gleichen Teile durch die gleichen Bezugszahlen gekennzeichnet In den F i g. 5 und 6 steht das wiedergegebene frequenzmodulierte Multiplexsignal, das einem Eingangsanschluß 30, von dem Vorverstärker 14 kommend, zugeführt wird, in Beziehung zu einem mittleren Gleichstrompegel in der Weise, daß eine Zeitrelation 1 :1 (50% eines Arbeitszyklus) zwischen einer positiven Kalbwelle und einer negativen Halbwelle existiert wenn eine Intermodulationsverzerrung nicht auftritt Anderenfalls jedoch, wenn die Intermodulationsverzerrung auftritt, befindet sich das wiedergegebene frequenzmodulierte Multiplexsignal in einer Beziehung im Hinblick auf den mittleren Gleichstrompegel, der in Fig. 7A durch eine gestrichelt-punktierte Linie angezeigt ist, derart, daß sich die Intervalle der positiven und negativen Halbwellen voneinander unterscheiden. Dieses wiedergegebene frequenzmodulierte Multiplexsignal durchläuft einen den Begrenzungspegel ändernden

ίο Schaltkreis 31, der als ein sinusförmige Wellen bildender Schaltkreis arbeitet, und tritt an einem Ausgangsanschluß 35 auf. Des weiteren wird das wiedergegebene frequenzmodulierte Multiplexsignal nach Durchlaufen des Schaltkreises 31 einem Detektorschaltkreis 32 zum Feststellen des mittleren Gleichstrompegels bzw. des Nulldurchgangspegels zugeleitet.

Wie in Fig. 6 gezeigt ist, umfaßt der den Begrenz'jngspege! ändernde Schaltkreis 31 nⁿP.-Tr2P.sistoren Q 1 und Q 2, die basisvorspannenden Widerstände R 1 bis R 5 und einen Kopplungskondensator C1. Die Basis des Transistors Q 1 ist mit dem Eingangsanschluß 30 über den Kopplungskondensator CX verbunden, und sein Emitter ist mit dem Emitter des Transistors Q 2 zusammengeführt. Die Emitter der Transistoren Q1 und Q 2 liegen über den Widerstand R 3 auf Masse. Die Widerstände R 1 und R 2 sind mit der Basis des Transistors Q1 und die Widerstände R 3 und R 4 mit der Basis des Transistors Q 2 verbunden. Die Basis des Transistors Q 2 ist an einen Verbindungspunkt zwischen einem Widerstand R 13 und einem Kondensator C7, der noch näher beschrieben werden wird, angeschlossen. Der Detektorschaltkreis 32 zum Feststellen des mittleren Gleichstrompegels umfaßt npn-Transistoren Q 3 und <?4, Widerstände R 6 bis R U und Kondensatoren C2 bis CS, wie dies aus Fig.6 ersichtlich ist. Die Basis des Transistors Q3 ist mit dem Kopplungskondensator C 2 verbunden, der seinerseits mit den entsprechenden Emittern der Transistoren Q 1 und Q 2 in Verbindung steht. Eine Serienschaltupg des Widerstands R 6 und des Kondensators C3 liegt zwischen der Basis des Transistors Q 3 und Masse. Ein Parallelkreis aus dem Kondensator C 4 und dem Widerstand R 7 bildet ein Glättungsfilter und liegt zwischen dem Kollektor des Transistors Q 3 und einem Eingangsanschluß 36, der mit einer Versorgungsspannung + Vcc beaufschlagt wird. Die Emitter der Transistoren Q 3 und <?4 sind miteinander verbunden und über den Widerstand R 9 auf Masse gelegt. Ein Parallelkreis aus dem Kondensator C5 und dem Widerstand RS bildet ein weiteres Glättungsfilter und

so verbindet den Kollektor des Transistors Q 4 mit dem Eingangsanschluß 36. Die Widerstände R 10 und R 11 liefern eine konstante Bezugsspannung zum Feststellen des mittleren Gleichstrompegels und sind mit der Basis des Transistors ζ) 4 verbunden. Die Basis des Transistors Q 4 ist des weiteren an einen Verbindungspunkt zwischen dem Widerstand R 6 und dem Kondensator C3 angeschlossen. Die Transistoren Q 3 und Q4 bilden einen Differentialverstärker.

Wie in F i g. 5 gezeigt ist, durchläuft das Ausgangssignal des Detektorschaltkreises 32 zum Feststellen des mittleren Gleichstrompegels ein Filter 33 und einen Verstärker 34 und wird anschließend dem Schaltkreis 31, der den Begrenzungspegel ändert zugeführt, um den Begrenzungspegel variabel zu regeln. Das Filter 33 hat die Aufgabe, den Betrieb einer geschlossenen Schleife zu stabilisieren, welche aus dem Schaltkreis 31, dem Detektorschaltkreis 32 und dem Verstärker 34 besteht. Der in F i g. 5 gezeigte Verstärker 34 besteht wie aus

F i g. 6 ersichtlich ist, aus einem Operationsverstärker 40 und einem den Verstärkungsgrad bestimmenden Widerstand R 12, der den Ausgang mit dem invertierenden Eingang des Operationsverstärkers 40 verbindet. Des weiteren ist ein Kondensator CS parallel zu dem Widerstand Λ 12 geschaltet, und ein Widerstand R 13 und ein Kondensator Cl liegen zwischen dem Ausgang des Operationsverstärkers 40 und Masse, um das Filter 33 in F i g. 5 zusammen mit dem Widerstand R 12 zu bilden.

Im folgenden wird die Betriebsweise der Schaltung 16 zum Vermindern der Intermodulationsverzerrung, welche den zuvor beschriebenen Aufbau besitzt, erläutert. Es wird davon ausgegangen, daß das frequenzmodulierte Multiplexsignal, das dem Eingangsanschluß 30 zugeführt wird, die in F i g. 7A gezeigte Intermodulationsverzerrung aufweist. Die Gleichstromkomponente dieses frequenzmodulierten Multiplexsignals wird durch den Kondensator Cl abgeblock·. Pas iiher den Kondensator Cl erhaltene Signal durchläuft den Transistor Qi, der als Emitterverstärker arbeitet, und den Kondensator C2 und gelangt an die Basis des Transistors Q3. Die Transistoren Q 3 und Q 4 werden mit gleicher Vorspannung in bezug auf ihre Basen vorgespannt. Der Trar.sistor (?3 ist durchgeschaltet während eines Intervalls Tt, in welchem der Pegel höher als der mittlere Gleichstrompegel (Nulldurchgangspegel) ist, der durch eine gestrichelt-punktierte Linie in Fig. 7A angezeigt ist. Der Transistor Q 4 ist durchgeschaltet während eines Intervalls T2, in welchem der Pegel niedriger als der mittlere Gleichstrompegel liegt. Da das Intervall Ti länger als das Intervall T2 infolge des Einschlusses der Intermodulationsverzerrung in dem frequenzmodulierten Multiplexsignal ist, ist auch das Durchschaltintervall des Transistors Q 3 länger als das Durchschaltintervall des Transistors Q 4. Daher wird die Kollektorspannung des Transistors Q 3 niedriger sein als die Kollektorspannung des Transistors Q 4.

Die Kollektorspannungen der Transistoren Q 3 und Q 4 werden unabhängig voneinander dem invertierenden Eingang bzw. dem nichtinvertierenden Eingang des Operationsverstärkers 40 zugeleitet. Somit wird die Ausgangsspannung des Operationsverstärkers 40 größer als in dem Fall, in welchem keine Intermodulationsverzerrung in dem frequenzmodulierten Multiplexsignal mit eingeschlossen ist. Die Ausgangsspannung des Operationsverstärkers 40 wird der Basis des Transistors Q 2 zugeführt, und ein Anstieg in diese Ausgangsspannung des Operationsverstärkers 40 erhöht den Begrenzungspegel um einen Betrag, der diesem Anstieg in der Ausgangsspannung entspricht. Dementsprechend wird ein Teil der unteren Hälfte der Wellenform des frequenzmodulierten Multiplexsignals, das von dem Emitter des Transistors Q1 zu der Basis des Transistors Q 3 über den Kondensator C4 geliefert wird, abgeschnitten bzw. begrenzt, wie dies in Fig.7B gezeigt ist. Daraus resultiert, daß der mittlere Gleichstrompegel, der durch eine gestrichelt-punktierte Linie in Fig.7B dargestellt ist, sich zu einem Pegel verschiebt, der durch eine gestrichelte zweifach punktierte Linie dargestellt ist. Da das Intervall 7*1, in welchem der Transistor Q 4 leitend ist, verkürzt wird, nähert es sich einem Wert nahe dem Intervall 72, während welchem der Transistor Q 4 leitend ist. Ähnliche Operationen wie die soeben beschriebene Operation werden aufeinanderfolgend ausgeführt, und die geschlossene Schleife, bestehend aus dem Schaltkreis 31, dem Detektorschaltkreis 32, dem Filter 33 und dem Verstärker 34, arbeitet derart, daß das Intervall 7*1, in welchem der Transistor Q 3 leitend ist, gleich dem Intervall T2 wird, in welchem der Transistor Q4 leitet.

Dementsprechend wird von dem Emitter des Transistors Q 1 innerhalb des Schaltkreises 31 zum Verändern des Begrenzungspegels ein frequenzmoduliertes Multiplexsignal erhalten, mit einer Wellenform, in der die Intervale der positiven und der negativen Halbwellen angenähert gleich sind, das heißt eine Wellenform besitzen, die weitgehend einer sinusförmigen Wellenform

ίο mit 50% Arbeitszyklus angenähert ist. Dieses vcr. dem Emitter des Transistors Q1 erhaltene frequenzmodulierte Multiplexsignal wird einem Tiefpaßfilter 17, das in Fig. 1 dargestellt ist, durch den Ausgangsanschluß 35 zugeleitet. Das Tiefpaßfilter 17 besitzt eine Grenzfrequenz von 12 MHz und eliminiert die unerwünschte Frequenzkomponente innerhalb des eingangsseitig frequenzmodulierten Multiplexsignals, das die in Fig.7i? gezeigte Wellenform besitzt, wobei ein Teil der Wellenform abgeschnitten wird. Des weiteren unterzieht das Tiefpaßfilter 17 das eingangsmäßig frequenzmodulierte Multiplexsignal einer Wellenformung, um dieses in eine sinusförmige Welle umzusetzen. Die Amplitude des frequenzmodulierten Multiplexsignals, das von dem Tiefpaßfilter 17 erhalten wird, wird durch einen Begrenzer 18 begrenzt. Ein amplitudenbegrenztes Ausgangssignal des Begrenzers 18 wird dann einer Domodulationsschaltung 19 zugeführt, in welcher das Signal frequenzmäßig demoduliert wird.

Die Intermodulationsverzerrung, wie zuvor beschrieben wurde, wird in dem eingangsmäßig frequenzmodulierten Multiplexsignal, das der Demodulationsschaltung 19 zugeführt w>^rd, vermindert oder aus diesem eliminiert. Es kann die Demodulation in der Demodulationsschaltung 19 ohne eine Schwebeinterferenz ausgeführt werden, die durch die Intermodulationsverzerrungskomponenten des ersten und zweiten frequenzmoduiierten Tonsignais bewirkt werden, die innerhalb des Demodulationsfrequenzbandes gemischt sind. Dementsprechend wird die Demodulation mit einem zufriedenstellenden Signal-zu-Rausch-Verhältnis S/N in der Demodulatorschaltung 19 ausgeführt. Das durch die Demodulationsschaltung 19 erhaltene Multiplexsignal mit dem in Fig.2 gezeigten Frequenzspektrum wird einer nicht gezeigten signalverarbeitenden Schaltung in einer nachfolgenden Stufe durch einen Ausgangsanschluß 20 zugeführt.

Experimentelle Ergebnisse haben bestätigt, daß durch den Einsatz der Schaltung zur Verminderung der Intermodulationsverzerrung nach der Erfindung das Signalzu-Rausch-Verhältnis des demoduiierten Luminanzsignals des frequenzmodulierten Multiplexsignals, das von der Hauptspur im inneren Umfangsteil der Platte 10 wiedergegeben wird, um 4 dB bis 5 dB verbessert wird, im Vergleich zu dem Fall, in welchem eine herkömmliehe Schaltung verwendet wird. Des weiteren hat sich auch gezeigt, daß das Signal-zu-Rausch-Verhältnis der Phasenkomponente und der Amplitudenkomponente des demodulierten Chrominanzträgersignals um 4 dB bis 5 dB verbessert wird, verglichen mit dem Fall, in welchem die herkömmliche Schaltung verwendet wird.

F i g. 8 zeigt eine Ausführungsform eines den Begrenzungspege! ändernden Schaltkreises 31a. In F i g. 8 sind diejenigen Teile, die mit den entsprechenden Teilen der Schaltung 31 in F i g. 6 übereinstimmen, durch die gleite chen Bezugszeichen gekennzeichnet, und ihre Beschreibung wird nicht wiederholt. Die Emitter der Transistoren Q 1 und Q 2 sind mit einer Konstantstrcmquelle 41 verbunden, die mit einem Pol auf Masse liegt. Das mitt-

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lere Gleichstrompegeldetektorsignal von dem Verstärker 34 wird der Basis des Transistors Q 2 über einen Anschluß 42 zugeführt. Ein Anschluß 43 steht in Verbindung rnit einem Verbindungspunkt zwischen dem Kollektor des Transistors Q 2 und einem Widerstand R 14, und ein durch diesen Anschluß 43 empfangenes Ausgangssignal wird dem Ausgangsanschluß 35 und dem Detektorschaltkreis 32 zum Feststellen des mittleren Gleichstrompegels zugeführt. Bei dieser Ausführungsform werden die ICollektorströme der Transistoren Q1 und Q 2 den gleichen Wert aufweisen und sind gleich dem halben Maximalwert, wenn die Differenz zwischen den entsprechenden Basisspannungen der Transistoren Q\ und ζ) 2 Null ist. Sobald die Basisspannung des Transistors Q 1 höher wird als die Basisspannung des Transistors Q 2, wird der Kollektorstrom des Transistors Q1 größer, während der Kollektorstrom des Transistors Q2 absinkt. Im Gegensatz dazu gilt, wenn die Basisspannung des Transistors Q1 niedriger wird als die Basisspanniing des Transistors Q 2, daß der Kollektorstrom des Λ ransistors Q1 sich erniedrigt, während der Kollektorstrom des Transistors Q 2 ansteigt. Unabhängig davon, ob nun die Intermodulationsverzerrung in der positiven oder negativen Halbwelle des frequenzmodulierten Multiplexsignais erzeugt wird, das dem Eingangsanschluß 30 zugeführt wird, ist es möglich, die Seitenflanke der Wellenform, in welcher die Intermodulationsverzerrung erzeugt wird, zu begrenzen, und die Schaltung kann ebenso als en: Begrenzer verwendet werden.

Der in F i g. 6 gezeigte, den Begrenzungspegel ändernde Schaltkreis 31 führt die Begrenzung in einer Stufe aus. Jedoch ist es möglich, diesen Schaltkreis 31 so auszulegen, daß er die Begrenzung in einer Anzahl von Stufen ausführt, um so die Wellenform in eine Wellenform überzuführen, die weitgehend einer sinusförmigen Welle angenähert ist.

Hierzu 3 Blatt Zeichnungen

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Claims

Patentansprüche:

1. Schaltung zur Verminderung der Intermodulationsverzerrung in einem frequenzmodulierten Signal, dadurch gekennzeichnet,

daß ein sinusförmige Wellen formender Schaltkreis (31,31a) ein eingangsmäßig frequenzmoduliertes Signal mit einer Intermodulationsverzerrungskomponente empfängt, die Wellenform des frequenzmodulierten Eingangssignals in eine stark angenäherte sinusförmige Wellenform umformt,
daß einem Detektorschaltkreis (32) ein Ausgangssignal des sinusförmige Wellen formenden Schaltkreises (3t, 31a) zum Bestimmen des mittleren Gleichstrompegels des Ausgangssignals dieses Schaltkreises (31, 31a) zugeleitet wird, um ein Detektorausgangssignal zu erzeugen, das dem sinusförmige Wellen formenden Schaltkreis (31, 31a) zugeführt wird und von desn eine die Wellenform gestaltende Größe verändert wird, um eine der sinusförmigen Wellenform stark angenäherte Wellenform zu erhalten und ein frequenzmoduliertes Signal mit stark angenäherter sinusförmiger Wellenform zu erzeugen, dessen Intermodulationsverzerrungskomponente reduziert ist

2. Schaltung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet,

daß der sinusförmige Wellen formende Schaltkreis (31, 31a) eii'?n den Begrenzungspegel ändernden Schaltkreis umfaßt, der mit dem Detektorausgangssignal des Detektorscnaltkrerses (32) beaufschlagt wird, und

daß ein Begrenzungspegel des Schaltkreises, der das eingangsmäßig frequenzmodulierte Signal begrenzt, entsprechend dem Detektorausgangssignal des Detektorschaltkreises (32) geändert wird.

3. Schaltung nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß ein Filter (33) mit dem Detektorschaltkreis (32) für das Feststellen des mittleren Gleichstrompegels gekoppelt ist, um die Betriebsweise einer Schleife, welche den sinusförmigen Wellen formenden Schaltkreis (31, 31a) und den Detektorschaltkreis (32) einschließt, zu stabilisieren.

4. Schaltung nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet,

daß der den Begrenzungspegel ändernde Schaltkreis einen ersten Transistor (Q Y), dessen Basis mit dem eingangsmäßig frequenzmodulierter; Signal beaufschlagt wird, und einen zweiten Transistor (Q 2) aufweist, dessen Emitter mit dem Emitter des ersten Transistors (Q 1) verbunden ist, und
daß die miteinander in Verbindung stehenden Emitter der beiden Transistoren an den Eingang des Detektorschaltkreises (32) angekoppelt und die Basis des zweiten Transistors (Q2) mit dem Ausgangssignal des Detektorschaltkreises (32) beaufschlagt ist.

5. Schaltung nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet,

daß der den Begrenzungspegel ändernde Schaltkreis einen ersten Transistor (Q 1), dessen Basis mit dem eingangsmäßig frequenzmodulierten Signal beaufschlagt ist, und einen zweiten Transistor (Q 2) ent- ist. hält, dessen Emitter mit dem Emitter des ersten Transistors verbunden ist, daß der Kollektor des zweiten Transistors mit dem Eingang des Detektorschaltkreises (32) gekoppelt ist daß die Basis des zweiten Transistors das Ausgangssignal des Detektorschaltkreises empfängt.

6. Schaltung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das eingangsmäßig frequenzmodulierte Signal ein frequenzmoduliertes Multiplexsignal ist, das durch Frequenzmodulation eines Trägersignals vorgegebener Frequenz durch ein multiplexes Signal, bestehend aus einem Farbvideosignal -<nd einem frequenzmodulierten Tonsignal, erhalten wird.