DE3443466A1

DE3443466A1 - Verfahren zur stoerverminderung in einer rundfunk-empfangsanlage

Info

Publication number: DE3443466A1
Application number: DE19843443466
Authority: DE
Inventors: Jürgen Dipl.-Phys. Dr. 3201 Diekholzen Kässer
Original assignee: Blaupunkt Werke GmbH
Current assignee: Blaupunkt Werke GmbH
Priority date: 1984-11-29
Filing date: 1984-11-29
Publication date: 1986-05-28
Also published as: DE3443466C2

Description

Verfahren zur Störverminderung in einer
Rundfunk-Empfanasanlaae Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Störverminderung in einer Rundfunk-Empfangsanlage, insbesondere in einem UKW-Empfänger, der im Oberbegriff des Anspruchs 1 angegebenen Gattung.
Zur Verminderung von Empfangsstörungen, die hauptsächlich durch Reflexionen der frequenzmodulierten Sendesignale im Nahbereich (Häuser od.dgl.) und im Fernbereich (Berge od.dgl.) hervorgerufen werden, ist es bekannt, insbesondere bei mobilen Empfangsanlagen mindestens zwei räumlich mit Abstand voneinander angeordnete Empfangsantennen vorzusehen und immer diejenige Empfangsantenne mit der Empfangsanlage zu verbinden, die das beste Antennensignal aufweist. Problematisch ist dabei, das bessere, d.h. durch Mehrwegeempfang weniger verzerrte Antennensignal sicher zu erkennen und danach die Antennendurchschaltung durchführen zu können.
So erfolgt bei einem bekannten Antennendiversityverfahren (DE-OS 25 34 888) die Umschaltung der Empfangsantennen in Abhängigkeit von dem Mittelwert des ZF-Signalpegels. Da jedoch bei einem durch Reflexion gestörten Empfangssignal in der Regel ein hoher Mittelwert des ZF-Signalpegels auftritt, bietet dieser Mittelwert kein Kriterium für die Güte des empfangenen Signals.
Bei einem ebenfalls bekannten Verfahren zur Störbeseitigung in einer mobilen Rundfunk-Empfangsanlage (DE-PS 28 27 572) wird das Steuersignal für den Umschalter dadurch gewonnen, daß das ZF-Signal spitzengleichgerichtet wird, daraus durch Tiefpaßfilterung ein gleitendes Referenzsignals für einen als Integrator geschalteten Differenzverstärker gewonnen wird, dem das spitzengleichgerichtete ZF-Signal zugeführt wird. Diese Schaltungsanordnung erfaßt zunächst nur den Schwund in der Feldstärke des empfangenen Signals.
Verzerrungen durch Reflexionen können aber nur durch eine aufwendige Zusatzschaltung erkannt und in ein Schaltkriterium umgesetzt werden.
Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, bei einem Verfahren zur Störverminderung in einer Rundfunk-Empfangsanlage der eingangs genannten Art ein Steuersignal für den Umschalter in einer solchen Weise zu generieren, daß bei durch Mehrwegeempfang verzerrten Empfangssignalen jeweils de Empfangsantenne aufgeschaltet wird, die den momentan besten Empfang liefert.
Die Aufgabe ist bei einem Verfahren zur Störbeseitigung in einer Rundfunk-Empfangsanlage der im Oberbegriff des Anspruchs 1 angegebenen Gattung erfindungsgemäß durch die Merkmale im Kennzeichenteil des Anspruchs 1 gelöst.
Durch die erfindungsgemäßen Maßnahmen werden laufend die Antennensignale auf ihren Störanteil hin überwacht, indem aus dem AM-demodulierten Antennensignalen die jeweiligen Störsignale regeneriert und die so gewonnenen Störsignale der verschiedenen Empfangsantennen miteinander verglichen werden. Auf diese Weise ist sichergestellt, daß nur diejenige Empfangsantenne zum Empfang herangezogen wird,. in deren Antennensignal die geringste Störung enthalten ist und somit den bestmöglichen Empfang liefert.
Eine vorteilhafte Weiterbildung des erfindungsgemäßen Verfahrens ergibt sich auch aus Anspruch 2. Durch diese Maßnahmen wird verhindert, daß auf diejenige Antenne ausgeschaltet wird, die einen sehr großen Schwund in der Empfangsfeldstärke aufweist und damit ggf. der Pegel des Antennensignals unter einem vorgegebenen Störpegel abgesunken ist.
Eine vorteilhafte und technisch zweckmäßige Schaltungsanordnung zur Durchführung des erfindungsgemäßen Verfahrens ergibt sich aus Anspruch 3 mit vorteilhaften Ausführungsformen gemäß den Ansprüchen 4 - 8.
Die Erfindung ist anhand eines in der Zeichnung dargestellten Ausführungsbeispiels einer Schaltungsanordnung, mit welcher das Verfahren zur Störverminderung in einer Rundfunk-Empfangsanlage ausgeführt werden kann, im folgenden näher beschrieben. Es zeigen: Fig. 1 ein Blockschaltbild eines mit zwei Empfangsantennen ausgerüsteten UKW-Empfängers mit einer Steuervorrichtung für die Antennenumschaltung, Fig. 2 ein Blockschaltbild eines Störsignalgenerators in der Steuervorrichtung gemäß Fig. 1, Fig. 3 eine Wahrheitstabelle eines als Logikschaltung ausgebildeten Schaltwerks in der Steuervorrichtung gemäß Fig. 1.
Der in Fig. 1 zu sehende UKW-Empfänger weist zwei Empfangsantennen 10, 11 auf, die jeweils an einer separaten Vorstufe 12, 13 angeschlossen sind. Jeder Vorstufe 12, 13 ist eine Mischstufe 14 nachgeschaltet. Die Ausgänge der Mischstufen 14, 15 sind zu den beiden Eingängen E1 und E2 eines gesteuerten elektronischen Umschalters 16 geführt, an dessen Ausgang ein FM-Demodulator 17 mit vorgeschaltetem integrierten ZF-Verstärker angeschlossen ist. Der Umschalter 16 verbindet je nach einem am Steuereingang S anliegenden Steuersignal den Eingang E1 oder den Eingang E2 mit dem Ausgang A und schaltet somit den Empfänger auf eine der beiden Empfangsantennen 10, 11 auf. In bekannter Weise ist dem FM-Demodulator 17 ein Niederfrequenzteil 18 nachgeschaltet, an dessen Ausgang ein Lautsprecher 19 angeschlossen ist.
Mittels einer Steuervorrichtung 20 für die Antennenumschaltung wird nunmehr abhängig von den störsignalbehafteten Antennensignalen ein antennenselektives Steuersignal für den Umschalter 16 nach folgendem Verfahren generiert: Die Antennensignale der beiden Empfangsantennen 10, 11 werden einer AM-Demodulation unterzogen. Diese ergibt den Amplitudenanteil UA des störbehafteten Antennensignals.
Nunmehr wird das in jedem Antennensignal enthaltene Störsignal dadurch regeneriert, daß aus dem demodulierten Antennensignal UA ein synthetisches Signal U5 abgeleitet wird, das identisch dem Störsignal ist. Dieses Stör- oder synthetisches Signal ergibt sich zu

U2 +U cos U

lUsl = UDtTdtarc cos U +U min) (1),

wobei UAmax, UAmin die Spitzenwerte des demodulierten Antennensignals UA und UD die Demodulatorkennlinie darstellen.
Um nicht Antennensignale mit extremen Schwund in der Empfangs feldstärke bei der Gewinnung des Steuersignals für den Umschalter 16 mit zu bewerten, werden zusätzlich die Spitzenwerte der demodulierten Antennensignale UA gemessen und mit einem Vorgabewert verglichen. Sinkt der Spitzenwert unter diesen Vorgabewert ab, so wird das zugehörige Antennensignal bei der Ableitung des Steuersignals nicht berü.ksichtigt, und eine Aufschaltung des Umschalters 16 auf diese Empfangsantenne unterbleibt.
In einem Ausführungsbeispiel einer Schaltungsanordnung zum Durchführen dieses Verfahrens weist die Steuervorrichtung 20 zur Generierung des selektiven Steuersignals für den Umschalter 16 eine der Anzahl der Empfangs antennen 10, 12 entsprechende Zahl von Störsignalgeneratoren, hier also zwei Störsignalgeneratoren 21, 22, auf. Die Störsignalgeneratoren 21, 22 sind jeweils über einen AM-Demodulator 23, 24 an den Ausgang der Mischstufe 14 bzw. 15 angeschlossen. Zur Steuervorrichtung 20 gehören ferner ein Komparator 25, dessen beide Eingänge E1 und E2 mit den Ausgängen der beiden Störsignalgeneratoren 21, 22 verbunden sind und der an ein Schaltwerk 26 zwei unterschiedliche Ausgangssignale logisch 0 und logisch 1 legt, je nachdem,ob das im Störsignalgenerator 21 generierte Störsignal kleiner oder größer als das im Störsignal generator 22 generierte Störsignal ist. Im Schaltwerk 26, dessen Ausgang mit dem Steuereingang S des Umschalters 16 verbunden ist, wird das Ausgangssignal des Komparators 25 in ein solches Steuersignal umgeformt, daß der Umschalter 16 auf diejenige Empfangsantenne 10, 11 umschaltet, deren zugeordneterStörsignalgenerator 21, 22 das kleinste Störsignal ausgibt.
Ferner weist die Steuervorrichtung 20 eine Anzahl, hier zwei, von jeweils einer Empfangsantenne 10, 11 zugeordneten Spitzenwertkomparatoren 27, 28 mit vorgegebenem Schwellwert auf, die eingangsseitig an dem Ausgang des zugeordneten AM-Demodulators23 bzw. 24 angeschlossen sind. Die in ihrem Aufbau bekannten Spitzenwertkomparatoren, die den Spitzenwert des demodulierten Antennensignals erfassen und mit dem vorgegebenen Schwellwert vergleichen, sind ausgangsseitig mit dem Schaltwerk 26 verbunden und geben, wenn der Spitzenwert des demodulierten Antennensignals den Schwellwert unterschreitet, an ihrem Ausgang ein Sperrsignal aus, welches das Störsignal des antennengleichen Störsignalgenerators 21, 22 bei der Steuersignalgenerierung unterdrückt. Hierzu ist das Schaltwerk 26 als Logikschaltung ausgebildet, deren Wahrheitstabelle in Fig. 3 angegeben ist. Wie daraus ersichtlich, behält der Ausgang des Schaltwerkes 26 seinen alten Wert, wenn beide Spitzenwertkomparatoren 27, 28 ein Sperrsignal logisch 0 ausgeben. Steht nur an einem der Spitzenwertkomparatoren 27, 28 ein Sperrsignal logisch 0 an, so ändert das Schaltwerk 26 das Steuersignal derart, daß der Umschalter 16 mit derjenigen Antenne 10, 11 verbunden ist, deren zugeordneter Spitzenwertkomparator 28 kein Sperrsignal erzeugt. Hat also der Spitzenwertkomparator 27 ein Sperrsignal logisch 0, so ist das Steuersignal am Ausgang des Schaltwerks 26 logisch 1, und der Umschalter 16 wird auf den Ausgang E2 aufgeschaltet. Weist der Spitzenkomparator 28 ein Sperrsignal logisch 0 auf, so nimmt das Steuersignal am Ausgang des Schaltwerks 26 logisch 0 an, und der Umschalter 16 wird auf den Eingang E1 umgeschaltet. Liegt an keinem der Spitzenwertkomparatoren 27, 28 ein Sperrsignal logisch 0, so nimmt das Steuersignal am Ausgang des Schaltwerks 26 logisch 0 oder logisch 1 an, je nachdem,ob das Ausgangssignal des Komparators 25 logisch 0 oder logisch 1 ist.
Der Komparator gibt immer dann logisch 0 aus, wenn das Störsignal an seinem Eingang E1 kleiner ist als das Störsignal am Eingang E2 und logisch 1 im umgekehrten Fall. Entsprechend bewirkt das Steuersignal am Ausgang des Schaltwerks 26 ein Aufschalten des Umschalters 16 auf den Eingang E1 bzw. auf den Eingang E2, so daß immer diejenige Empfangsantenne 10 oder 11 aufgeschaltet wird, deren zugeordneter Störsignalgenerator 21 oder 22 das kleinere Störsignal erzeugt.
Der Aufbau der Störsignalgeneratoren 21, 22 ist in Fig. 2 im Blockschaltbild dargestellt. Jeder Störsignalgenerator 21, 22 weist einen Spitzenwertdetektor 29 für das Amplitudenmaximum UAmax und einen Spitzenwertdetektor 30 für das Amplitudenminimum UAmin des demodulierten Antennensignals UA, einen Quadrierer 31 und einen ersten Multiplizierer 32 auf, die alle an dem Eingang des Störsignalgenerators 21 bzw. 22 angeschlossen sind. Die Ausgänge der beiden Spitzenwertdetektoren 29, 30 sind einerseits mit einem ersten Addierer 33 und andererseits mit einem zweiten Multiplizierer 34 verbunden. Der Ausgang des ersten Addierers 33 ist dem anderen Eingang des ersten Multiplizierers 32 und der Ausgang des zweiten Multipli- zierers 34 ist zusammen mit dem Ausgang des Quadrierers 31 einem zweiten Addierer 35 zugeführt. Die Ausgänge von erstem Multiplizierer 32 und zweitem Addierer 35 sind mit einem Dividierer 36 derart verbunden, daß der Ausgangswert des zweiten Addierers 35 durch den Ausgangswert des ersten Multiplizierers 32 geteilt wird. An dem Ausgang des Dividierers 36 ist ein Arcus -Cosinus-Netzwerk 37 angeschlossen und diesem ein Differenzierglied 38 nachgeschaltet. Die Ausgangssignale der einzelnen Schaltungsblöcke sind in dem Blockschaltbild der Fig. 2 eingeschrieben, so daß sich ohne weiteres erkennen läßt, daß am Ausgang der Störsignalgeneratoren 21, 22 der Betrag des synthetischen Signals US ansteht, welcher Gl.(1) genügt und identisch dem Störsignal im Antennensignal ist.
Die Erfindung ist nicht auf das vorstehend beschriebene Ausführungsbeispiel der Schaltungsanordnung zum Durchführen des erfinc.ungsgemäßen Verfahrens zur Störverminderung in einer Rurdfunk-Empfangsanlage beschränkt. So ist es nicht unbedingt erforderlich, daß jeder Antenne ein AM-Demodulator, ein Störsignalgenerator und ein Spitzenwertgenerator zugeordnet ist. Bei einem geeigneten Zeitmultiplexverfahren genügt jeweils ein einziger AM-Demodulator, Störsignalgenerator und Spitzenwertkomparator, die in geeigneten Zeitintervallen von Antenne zu Antenne umgeschaltet werden.
Auch können die Spitzenwertkomparatoren 27, 28 dahingehend vereinfacht werden, daß an ihrer Stelle jeweils ein Komparator mit vorgegebenem Schwellwert gesetzt wird, dessen Eingang mit einem der Spitzenwertdetektoren des Störsignalgenerators verbunden ist.

Claims

Patentansprüche 1. Verfahren zur Störverminderung in einer Rundfunkempfangsanlage, insbesondere in einem UKW-Empfänger, unter Verwendung von mindestens zwei Empfangsantennen und eines gesteuerten Umschalters zum selektiven Aufschalten der Empfangsanlage auf jeweils eine der Empfangsantennen, bei welchem abhängig von den störsignalbehafteten Antennensignalen ein antennselektives Steuersignal für den Umschalter generiert wird, d a d u r c h g e k e n n z e i c h -n e t, daß zur Generierung des Steuersignals die Antennensignale einer AM-Demodulation unterzogen werden, daß aus den demodulierten Antennensignalen jeweils das Störsignal regeneriert wird, daß die Störsignale miteinander verglichen werden und daß aus dem Vergleichsergebnis das Steuersignal in der Weise abgeleitet wird, daß der Umschalter(16)auf diejenige Empfangsantenne(10, ll)aufschaltet, aus deren Antennensignal das kleinste Störsignal regeneriert wird.
2. Verfahren nach Anspruch 1, d a d u r c h g e -k e n n z e i c h n e t, daß die Spitzenwerte der demodulierten Antennensignale gemessen und mit einem Vorgabewert verglichen werden und daß die Ableitung des Steuersignals in der Weise modifiziert wird, daß eine Aufschaltung des Umschalters (16) auf diejenige Empfangsantenne (10,11) unterbleibt, in deren demoduliertem Antennensignal der Spitzenwert den Vorgabwert unterschreitet.
3. Schaltungsanordnung zum Durchführen des Verfahrens nach Anspruch 1 oder 2 mit einer das Steuersignal für den Umschalter generierenden Steuervorrichtung, d a d u r c h g e k e n n z e i c h -n e t, daß die Steuervorrichtung (20) eine der Anzahl der Empfangsantennen (10,11) entsprechende Zahl von Störsignalgeneratoren (21,22), von denen jeweils einer einer Empfangsantenne (10,11) zugeordnet ist und aus dem demodulierten Antennensig nal ein Störsignal generiert, mindestens einen die Störsignale vergleichenden Komparator (25) und ein mit dem Komparator (25) verbundenes Schaltwerk (26) aufweist, das das Komparator-Ausgangssignal derart in das Steuersignal umformt, daß der Umschalter (16) auf diejenige Empfangsantenne (10,11) auf schaltet, deren zugeordneter Störgenerator (21,22) das kleinste Störsignal ausgibt.
4. Schaltungsanordnung nach Anspruch 3, d a -d u r c h g e k e n n z e i c h n e t, daß die Steuervorrichtung (20) eine Anzahl von jew weils einer Empfangsantenne (10,11) zugeordneten Spitzenwertkomparatoren (27,28) mit vorgegebenem Schwellwert aufweist, denen jeweils das demodulier te Antennensignal zugeführt ist und die ein das Störsignal des antennengleichen Störsignalgenerators (21,22) für die Steuersignalgenerierung unterdrückendes Sperrsignal ausgeben, wenn der Spitzen wert des demodulierten Antennensignals den Schwelle wert unterschreitet.
5. Schaltungsanordnung nach Anspruch 3 oder 4, d a d u r e h g e k e n n z e i c h n e t, daß jeder Empfangsantenne (10,11) eine Vorstufe (12,13) und eine Mischstufe (14,15) zugeordnet ist und der Umschalter (16) wahlweise eine der Mischstufenausgänge mit einem FM-Demodulator (17) der Empfangsanlage verbindet.
6. Schaltungsanordnung nach Anspruch 5, d a -d u r c h g e k e n n z e i c h n e t, daß am Ausgang jeder Mischstufe (14,15) ein AM-Demodulator (23,24) angeschlossen ist, dessen Ausgang mit den Eingängen des antenngleichen Störsignalgenerators (21,22) und Spitzenwertkomparators (27,28) verbunden ist.
7. Schaltungsanordnung nach einem der Ansprüche 3 - 6, d a d u r c h g e k e n n z e i c h n e t, daß jeder Störsignalgenerator (21,22) einen Spitzenwertdetektor (29) für das Amplitudenmaximum und einen Spitzenwertdetektor (30) für das Amplitudenminimum des demodulierten Antennensignals, einen Quadrierer (31) unS einen ersten Multiplizierer (32) aufweist, die alle an dem Eingang des Störsignalgenerators (21,22) angeschlossen sind, daß die Ausgänge der beiden Spitzenwertdetektoren (29,30) einerseits mit einem ersten Addierer (33) und andererseits mit einem zweiten Multiplizierer (34) verbunden sind, daß der Ausgang des ersten Addierers (33) dem Eingang des ersten Multiplizierers (32) und der Ausgang des zweiten Multiplizierers (34) zusammen mit dem Ausgang des Quadrierers (31) einem zweiten Addierer (35) zugeführt ist, daß die Ausgänge von erstem Multiplizierer (32) und zweitem Addierer (35) mit einem Dividierer (36) derart verbunden sind, daß der Ausgangswert des zweiten Addierers (35) durch den Ausgangswert des ersten Multiplizierers (32) geteilt wird, daß an dem Ausgang des Dividierers (36) ein Arcus-Cosinus-Netzwerk (37) angeschlossen und diesem ein Differenzierglied (38) nachgeschaltet ist, dessen Ausgang den Ausgang des Störsignalgenerators (21,22) bildet.
8. Schaltungsanordnung nach einem der Ansprüche 5 - 7, d a d u r c h g e k e n n z e i c h n e t, daß das Schaltwerk (26) von einer Logikschaltung gebildet ist, die eingangsseitig mit den Ausgängen von Komparator (25) und Spitzenwertkomparatoren (27,28) verbunden und derart aufgebaut ist, daß ein Steuersignal zum Aufschalten des Umschalters (16) auf diejenige Mischstufe (14,15) generiert wird, die an derjenigen Empfangsantenne (10,11) angeschlossen ist, an welcher der mtennengleiche Spitzenwertkomparator (27,28) kein Sperrsignal und bei mehreren Spitzenwertkomparatoren (27,28) ohne Sperrsignal der antennengleiche Störsignalgenerator (21,22) das kleinste Störsignal ausgibt.