DE3336234C2 - - Google Patents
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Description
Die Erfindung betrifft eine Tondemodulationseinrichtung
für eine Fernsehempfangsschaltung, wie sie im Oberbegriff
des Patentanspruchs 1 angegeben ist; eine derartige
Tondemodulationseinrichtung ist aus der DE-OS 23 42 620
bekannt.
Die bekannte Tondemodulationseinrichtung hat jedoch die
Eigenschaft, daß bei einem starken Seitenband des
Bit-Signals und bei einem schwachen Tonsignal eine
Einstreuung der Bildkomponente in dem Tonkanal möglich
ist, die sich als Tonstörung im Ton bemerkbar macht. Um
den Einfluß einer derartigen Störung weiter zu verhindern,
sind aufwendige Zusatzschaltungen erforderlich, etwa eine
vom Signalpegel abhängige Verstärkungsregelung. Im
einzelnen werden bei der bekannten
Tondemodulationsvorrichtung das Tonsignal und das
Bildsignal gemeinsam empfangen, gefiltert und demoduliert.
Erst nach der Demodulation erfolgt eine Trennung in
zwischenfrequentes Ton- und Bildsignal. Damit der
Tonträger die Bildinformation nicht stört, wird der
Tonträger stark abgesenkt, beispielsweise um -20 dB. Der
auf diese Weise stark abgesenkte Tonträger ist sehr
empfindlich gegenüber Pegelschwankungen und ein
einstreuendes Seitenband des Bildträgers in den
tonfrequenten Bereich. Zur Störunterdrückung in diesem
Fall sind daher aufwendige Amplitudenregelschaltungen und
weitere Maßnahmen zwingend erforderlich.
Aufgrund der gemeinsamen Verarbeitung der beiden Signale,
nämlich Tonträger und Bildträger, kann nur jeweils ein
Signal optimal verarbeitet werden. Falls der Tonträger
nicht abgesenkt wird, sind Störungen im Bildbereich zu
erwarten. Wird dagegen der Tonträger zu weit abgesenkt,
dann ist das Bildsignal zwar ungestört, jedoch sind dann
Brummstörungen im Tonsignal zu erwarten. Die bekannte
Tondemodulationseinrichtung sieht daher vor, den
Bildträger im Normalfall bevorzugt zu behandeln bzw. den
Tonträger abzusenken. Falls der Tonträger jedoch zu
schwach wird, so erfolgt eine Anhebung des bereits zuvor
abgesenkten Tonträgers. Insgesamt ergibt sich dabei jedoch
eine Absenkung des Tonträgers gegenüber dem Bildträger,
wobei eine Art Amplitudenregelung für den Tonträger
nachträglich vorgenommen wird.
Zur Erläuterung der in Tondemodulationseinrichtungen für
Fernsehempfangsschaltungen auftretenden Probleme wird
weiterhin auf die nachstehenden Ausführungen verwiesen.
Üblicherweise werden die in einem Fernsehempfänger von der
Antenne aufgenommenen Signale durch einen Tuner in eine
Zwischenfrequenz (IF) transformiert. Beispielsweise wird
ein Bildträgersignal, das im Zwischenfrequenzsignal enthalten
ist, auf 58,75 MHz und ein Tonträgersignal auf
54,25 MHz transformiert. Diese transformierten Bild- und
Tonträgersignale werden einem Zwischenfrequenzverstärker
zugeleitet, und der Zwischenfrequenzverstärker erzeugt
im Anschluß an die Verstärkung auf einen bestimmten Pegel
ein zweites Ton-IF-Signal bei einer Schwebungsfrequenz,
z. B. 4,5 MHz, zwischen dem IF-Bildträgersignal und dem
IF-Tonträgersignal. Der Tonträger wird nämlich frequenztransformiert,
wobei der Bildträger als Empfängeroszillator
dient. Diese Transformation wird die erste Tonerkennung
genannt. Das zweite Ton-IF-Signal von 4,5 MHz
wird dann FM-demoduliert (in einer zweiten Tonerkennung),
um so das ursprüngliche Tonsignal zu regenerieren. Wie
in Fig. 2(a) gezeigt, wird das IF-Signal einem IF-Verstärker
2 über eine Eingangsklemme 1 zugeführt, wo es
auf einen vorbestimmten Pegel verstärkt wird. Dieses
verstärkte IF-Signal wird dann einem Videodetektor 3
zugeleitet, der gleichzeitig die Videoerkennung und die
Tonerkennung durchführt. Dann wird das 4,5 MHz-Signal
vom Ausgang des Videodetektors 3 mit Hilfe einer Fangschaltung
4 eliminiert, die auf die Schwebungsfrequenz
von 4,5 MHz abgestimmt ist, und das Signal wird an einer
Videoausgangsklemme 5 abgegeben. Da der Ausgang des
Videodetektors 3 außerdem das zweite Ton-IF-Signal von
4,5 MHz gleichzeitig enthält, wird dieses Signal mit einem
4,5 MHz-Filter 6 entnommen und an einer Ton-IF-Ausgangsklemme
7 abgegeben. Die sich ergebende Schaltung, wie sie
in Fig. 2(a) gezeigt ist, ist einfach, hat jedoch Nachteile.
Das IF-Signal enthält nicht nur den Bildträger und
den Tonträger, sondern auch einen Farb-Unterträger. Dieser
Farb-Unterträger wird ebenfalls verstärkt, und wegen
der Nichtlinearität des Videodetektors erfolgt eine
Vermischung zwischen diesen Trägern. Aus diesem Grunde
wird eine sogenannte 920 kHz-Schwebung erzeugt. Für
den Fall, daß der Bildqualität mehr Wichtigkeit als der
Tonqualität zugeordnet wird, wird der Pegel des Tonträgers
im IF-Signal an der Eingangsklemme 1 gesenkt,
damit das 920 kHz-Schwebungssignal geschwächt wird.
Dadurch vermindert sich allerdings das Signal/Rausch-Verhältnis
(S/N). Zu diesem Zweck wird die Schaltung
nach Fig. 2(b) verwendet, um den Mangel der Schaltung
von Fig. 2(a) zu überwinden. Zwischen dem IF-Verstärker
2 und dem Videodetektor 3, wo die Hauptquelle der
920 kHz-Schwebung liegt, wird eine Tonträgerfangschaltung
8 vorgesehen, um die 920 kHz-Schwebung des Videosignalausgangs
abzudämpfen. Auch die Schwebungsfrequenz von
4,5 MHz, die sich aus der Differenz zwischen Bildträger
und Tonträger ergibt, wird durch Eingeben des IF-Verstärker-Ausgangssignals
in einen ersten Tondetektor 9
erhalten.
Kürzlich wurde das Tonmultiplexen eingeführt, und es sind
nicht nur die Anforderungen an hohe Bildqualität sondern
auch an hohe Tonqualität gestiegen. Störgeräusche, wie
das sogenannte Summen und das Nutz/Rausch-Verhältnis im
Tonsignal, das durch die synchronen Ton- und Videosignale
bestimmt ist, haben dadurch wesentlich an Bedeutung gewonnen.
Die herkömmlichen Verfahren gemäß den Fig. 2(a) und 2(b)
führen nicht zu einem zufriedenstellenden Signal/Rausch-Verhältnis
des Tonsignals und müssen verbessert werden.
Wenn ein getrenntes Trägerverfahren eingesetzt wird, in
dem das Tonsignalsystem vom Videosignalsystem getrennt
ist und gesondert behandelt wird, dann ist zwar das Problem
des Signal/Rausch-Verhältnisses im Tonsignal verbessert,
doch haftet einem solchen Verfahren der Nachteil an,
daß die Schaltungen kompliziert werden und wesentlich
teurer sind.
Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, ausgehend von
einer beispielsweise in der DE-OS 23 42 620 beschriebenen
Tondemodulationseinrichtung, bei Verwendung einer
einfachen Schaltung, die sich insbesondere als integrierte
Halbleiterschaltung ausführen läßt, das Verhältnis von
Nutz- zu Störsignalen im Tonbereich zu verbessern.
Die Aufgabe wird durch eine Tondemodulationseinrichtung
mit den im Patentanspruch 1 angegebenen Merkmalen gelöst.
Gemäß der Erfindung werden daher Tonträger und Bildträger
von vornherein getrennt behandelt und getrennt demoduliert.
Daher ist es möglich, in dem Differentialverstärker den
Tonträger gegenüber dem Bildträger erheblich zu verstärken
und Bereiche zwischen Tonträger und Bildträger nahezu
auszulöschen. Reste des Bildträgers sind nach wie vor für
die Demodulation des Tones erforderlich. Der Bereich
zwischen Tonträger und Bildträger stellt das Seitenband
des Bildsignals dar und ist für die Tondemodulation nicht
erforderlich. Anderenfalls könnte das Seitenband zwischen
Tonträger und Bildträger, bedingt durch Nicht-Linearitäten
des Tondemodulators, störende Mischprodukte bilden, die
Störsignale im Tonkanal erzeugen, beispielsweise ein
Brummen. Aufgrund der getrennten Verarbeitung von Ton und
Bild im Zwischenfrequenzbereich können sowohl Tonempfang
als auch Bildempfang optimiert werden. Es ist keine
Amplitudenregelschaltung erforderlich, sondern es reicht
ein einfaches Filter mit einer festen
Frequenzcharakteristik aus.
Durch die Tondemodulationseinrichtung gemäß der Erfindung
werden die Vorteile erzielt, daß der Bildträger gegenüber
dem Tonträger stark abgesenkt und das Seitenband des
Bildträgers noch stärker reduziert ist, so daß Störsignale
unterdrückt werden, die aufgrund einer nicht-linearen
Demodulationskennlinie des Tondemodulators von dem
Bildseitenband in den Tonbereich verschoben werden können.
Durch die getrennte Behandlung von Ton- und Bildfrequenzen
kann ein ausgezeichneter Tonempfang erzielt werden, wobei
gleichzeitig der Bildempfang nicht durch den Tonträger
gestört wird. Der Schaltungsaufwand ist in Folge des
verwendeten Differentialverstärkers so gering, daß sogar
eine einfache Integration in einer integrierten Schaltung
ermöglicht wird.
Bevorzugte Ausgestaltungen der Erfindung sind in den
Unteransprüchen angegeben.
Die Erfindung wird nachstehend anhand eines zeichnerisch
dargestellten Ausführungsbeispiels näher erläutert.
Die Zeichnung zeigt im einzelnen in:
Fig. 1 ein erstes Ausführungsbeispiel der erfindungsgemäßen
Tondemodulationseinrichtung in Blockdarstellung;
Fig. 2(a) und 2(b) Blockschaltbilder herkömmlicher
Tondemodulationseinrichtungen;
Fig. 3 die Frequenz/Verstärkungs-Charakteristik eines
in der Tondemodulationseinrichtung gemäß der
Erfindung verwendeten Bandpaßfilters;
Fig. 4 das Schaltbild eines in der erfindungsgemäßen
Tondemodulationseinrichtung verwendeten Bandpaßfilters
und
Fig. 5 die Frequenz/Verstärkungsfaktor-Charakteristik
des Bandpaßfilters nach Fig. 4.
Fig. 1 stellt das Blockschaltbild einer erfindungsgemäßen
Schaltung dar. Die Elemente 1-9 sind darin dieselben
wie bei der Schaltung nach Fig. 2(b). Der entscheidende
Unterschied gegenüber der Schaltung aus Fig. 2(b)
besteht darin, daß ein Differentialverstärker als Bandpaßfilter
10 zwischen den Ausgang des IF-Verstärkers 2
und den ersten Tondemodulator 9 eingefügt ist.
Um eine Verbesserung bezüglich Summtonstörung und
des Signal/Rauschverhältnisses zu erhalten, sollte dieser
Differentialverstärker im IF-Signalband eine
Frequenzcharakteristik haben, bei der der Verstärkungsfaktor
im Bereich der Tonträgerfrequenz größer
als bei der Bildträgerfrequenz ist. Um außerdem
den Einfluß der Videokomponente zu schwächen, die
im Videodetektor oder -demodulator 3 erzeugt wird,
sollte der Verstärkungsfaktor im unteren Seitenband
des Bildträgers klein sein. Genauer gesagt, ist eine
Frequenzcharakteristik erwünscht, bei der das Verhältnis
von Bildträger zu Tonträger (allgemein als P/S-Verhältnis
bezeichnet) für das Eingangs-IF-Signal
so reduziert wird, daß für das Frequenzband zwischen
diesen Trägern nur ein sehr kleiner Verstärkungsfaktor
vorhanden ist.
Diese Frequenzcharakteristik wird bei der Erfindung
durch den Einsatz eines Differentialverstärkers erhalten.
Der Schaltungsaufbau des Differentialverstärkers
10 wird anhand der Fig. 4 nun näher erläutert.
Ein von IF-Verstärker 2 kommendes IF-Signal wird
den Eingangsklemmen 11 zugeführt, von denen es anschließend
zwischen die Basen von zwei NPN-Transistoren
12 und 13 geführt wird. Die Emitter der Transistoren
12 und 13 sind jeweils mit einer Konstantstromquelle
14 bzw. 15 verbunden, die ihrerseits mit Masse in
Verbindung steht. Eine aus einem Widerstand 16 und
einem Reihen-Parallel-Resonanzkreis, der aus einem
Kondensator 17 in Reihe mit einer Parallelschaltung
aus einem Kondensator 18 und einer Induktivität 19
besteht, liegt zwischen den Emittern der Transistoren
12 und 13. Mit den beiden Kollektoren der Transistoren
12 und 13 ist über Lastwiderstände 21 bzw. 22
eine Speisungsquelle 20 verbunden. Der Differentialverstärker
10 besteht also aus den obengenannten
Einzelbauteilen. Das Ausgangssignal dieses Differentialverstärkers
10 wird dem ersten Tondemodulator
9 von seinen Ausgangsklemmen 24 zugeleitet. Der Verstärkungsverlauf
des Differentialverstärkers 10 ist
durch den Widerstand 16, die Impedanzen der Kondensatoren
17 und 18 und der Induktivität 19, die Emitterwiderstände
der Transistoren 12 und 13 und die Lastwiderstände
21 und 22 bestimmt. Die Frequenzcharakteristik
des Verstärkungsfaktors des Differentialverstärkers
10 wird jedoch hauptsächlich durch die
Impedanz der Reihen-Parallel-Resonanzschaltung bestimmt.
Mit den Bezeichnungen C1 für die Kapazität
des Kondensators 17, C2 für die Kapazität des Kondensators
18 und L für die Induktivität der Spule 19 erhält
man als Impedanz für die Reihen-Parallel-Resonanzschaltung
den Wert
0 bei einer Frequenz f1, wenn
0 bei einer Frequenz f1, wenn
∞, bei einer Frequenz f2, wenn
ist. Für einen Beispielsfall soll angenommen werden,
daß f1=54,25 MHz und f2=56,5 MHz und die Widerstände
16, 21 und 22 in geeigneter Weise gewählt sind.
Es ergibt sich dann eine Frequenzcharakteristik dieses
Differentialverstärkers mit einem Verlauf des Verstärkungsfaktors
über der Frequenz gemäß Fig. 5.
Somit kann der Verstärkungsfaktor für den Tonträger
bei 54,25 MHz, der dem ersten Tondemodulator 9 eingegeben
wird, größer gemacht werden als der für das
Videosignalband, indem ein Differentialverstärker 10
von derartig einfachem Aufbau eingefügt wird. Die
4,5 MHz-Komponente am Ausgang 7 des ersten Tondemodulators
läßt sich dadurch erhöhen. Folglich besteht
weniger Gefahr, daß höhere Harmonische der Videokomponente
aufgrund von Nichtlinearitäten des Videodemodulators
3 in Fig. 2(a) in das 4,5 MHz-Band eingemischt
werden, speziell mit den Frequenzen 4,5/2 MHz,
4,5/3 MHz usw. Damit wird gemäß der Erfindung bei der
Demodulation auf das Tonsignal der Brummton geringer,
und speziell wird das Nutz/Rausch-Verhältnis eines
schwach übertragenen Signals besser.
Es bedarf keiner weiteren Ausführungen dazu, daß die
Erfindung sich nicht nur beim 58 MHz-Band, sondern auch
beim 45 MHz-Band oder 38 MHz-Band einsetzen läßt.
Mit Hilfe der Erfindung kann in einer einfachen Schaltung
durch Einfügen eines Differentialverstärkers,
der eine vorteilhafte Frequenzverstärkungsfaktor-Charakteristik
für die Tonmodulation hat, zwischen IF-Verstärker
und erstem Tonmodulator ein qualitativ hochwertiges
Tonsignal aus dem empfangenen Signal gewonnen
werden. Darüber hinaus eignet sich die Schaltung
in vorteilhafter Weise zum Aufbau als integrierte Halbleiterschaltung.
Claims (5)
1. Tondemodulationseinrichtung für eine
Fernsehempfangsschaltung, mit
- - einem Zwischenfrequenzverstärker (2), der ein zwischenfrequentes Ton- und Bildträgersignal auf einen bestimmten Pegelwert verstärkt, und
- - einem Tondemodulator (9), der eine Differenzfrequenz zwischen Tonträgersignal und Bildträgersignal abgibt.
dadurch gekennzeichnet, daß
- - die Tondemodulationseinrichtung Teil eines von einem Videosignalsystem (8, 3, 4) getrennten Tonsignalsystems (10, 9, 6) ist,
- - ein Differentialverstärker (10) zwischen den Zwischenfrequenzverstärker und den Tondemodulator (9) eingefügt ist, und daß
- - der Differentialverstärker (10) einen ersten Transistor (12), einen zweiten Transistor (13), eine Speisungsquelle (20), Widerstände (21, 22), die je zwischen die Speisungsquelle (20) und den Kollektor des ersten bzw. zweiten Transistors (12, 13) eingefügt sind, zwei Konstantstromquellen (14, 15), die zwischen Masse und den Emitter des ersten bzw. zweiten Transistors eingefügt sind, und eine Resonanzschaltung (16 bis 19) aufweist, die zwischen den Emittern der beiden Transistoren (12, 13) vorgesehen ist, und
- - der Differentialverstärker eine solche Frequenzcharakteristik aufweist, daß der Verstärkungsfaktor bei der Tonträgerfrequenz größer als bei der Bildträgerfrequenz ist und für die zwischen Tonträgerfrequenz und Bildträgerfrequenz liegenden Frequenzen kleiner als für die Bildträgerfrequenz ist.
2. Tondemodulationseinrichtung nach Anspruch 2, dadurch
gekennzeichnet, daß die Resonanzschaltung eine
Reihenschaltung eines Widerstandes (16), eines
Kondensators (17) und eines aus einer Induktivität
(19) und einem Kondensator (18) bestehenden
Parallelresonanzkreises umfaßt.
3. Tondemodulationseinrichtung nach Anspruch 1 oder 2,
dadurch gekennzeichnet, daß das Ausgangssignal des
Zwischenfrequenzverstärkers (2) zwischen die Basen des
ersten und des zweiten Transistors (12, 13) gelegt ist.
4. Tondemodulationseinrichtung nach Anspruch 1, 2 oder 3,
dadurch gekennzeichnet, daß die Differenzfrequenz 4,5 MHz beträgt.
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
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JP57177023A JPS5966281A (ja) | 1982-10-06 | 1982-10-06 | 音声第1検波装置 |
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ID=16023800
Family Applications (1)
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DE (1) | DE3336234A1 (de) |
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- 1983-10-05 DE DE19833336234 patent/DE3336234A1/de active Granted
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