DE3920330A1 - Datendemodulatorschaltung fuer einen radiodatensystemempfaenger - Google Patents

Description

Die vorliegende Erfindung betrifft eine Datendemodulator­ schaltung zur Verwendung in einem Radiodatensystemempfänger (der nachher als "RDS-Empfänger" bezeichnet wird).

Das Radiodatensystem (RDS) ist ein System, das Radiohörern eine Dienstleistung anbietet durch Übertragen von Senderin­ formation (wie Information, die auf ein gesendetes Radiopro­ gramm bezogen ist) in Form von Daten unter Benutzung einer Multiplex-Modulation, wenn eine Sendestation ein Radiopro­ gramm sendet, und das der Empfangsseite die Auswahl des Ra­ dioprogramms auf Grundlage von durch Demodulieren der empfan­ genen Daten erzeugten Daten ermöglicht.

Das RDS benutzt ein Hilfsträgersignal mit einer Frequenz von 57 kHz, die sich außerhalb des Frequenzbandes von FM-Modula­ tionswellen befindet und als dritte Harmonische des den Ste­ reosendungen zugeordneten Pilotsignals von 19 kHz abgeleitet wird. Das Hilfsträgersignal wird mit einem kodierten Daten­ signal amplitudenmoduliert, welches auf die Sendung bezogene Information wie Information von Inhalten eines gesendeten Programms darstellt, wobei die Information gefiltert und mit Biphasenkodierung kodiert wird. Der amplitudenmodulierte Hilfsträger wird auf den Hauptträger frequenzmoduliert und das modulierte Signal ausgesendet.

Wie durch seine Grundband-Kodierungsstruktur nach Fig. 1 ge­ zeigt, wird das Radiodatensignal durch Multiplexsendung wie­ derholt in Gruppen zu 104 Bit bearbeitet. Jede Gruppe ent­ hält vier Blöcke von je 26 Bit, und jeder Block enthält ein Informationswort von 16 Bit und ein Prüfwort von 10 Bit.

Ein Beispiel eines RDS-Empfängers, der zum Empfang einer ge­ sendeten RDS-Welle befähigt ist, ist in Fig. 5 dargestellt.

Wie Fig. 5 zeigt, werden gesendete FM-Multiplexwellen in einer Antenne 1 empfangen, und eine gewünschte Radiostation wird durch eine Eingangsstufe 2 ausgewählt, in der ein Ein­ gangs-HF-Signal in ein Zwischenfrequenz-(ZF)-Signal gewan­ delt wird. Das ZF-Signal wird dann durch einen ZF-Verstärker 3 einem FM-Detektor 4 zugeführt. Ein erfaßtes Ausgangssignal des FM-Detektors 4 wird einem MPX(Multiplex)-Demodulator­ kreis 5 zugeführt, der Audiosignale für den L-(linken) und den R-(rechten) Kanal abtrennt, wenn das gesendete Programm stereophon ist. Die Audiosignale werden dann als hörbare Aus­ gangssignale wiedergegeben.

Das erfaßte Ausgangssignal des FM-Detektors 4 wird durch ein Filter 6 geleitet, das ein Hilfsträgersignal von 57 kHz, d.h. ein Radiodatensignal extrahiert, welches durch ein Bi­ phasen-kodiertes Datensignal amplitudenmoduliert wurde. Das Radiodatensignal wird dann durch einen PLL-Kreis 7 (phase locked loop = phasenstarre Schleife) demoduliert. Das demodu­ lierte Ausgangssignal des PLL-Kreises 7 wird einem digitalen (D)-PLL-Kreis 8 und einem Dekoder 9 zugeführt. Der D-PLL- Kreis 8 erzeugt ein Taktsignal für die Demodulierung von Daten auf Grundlage des demodulierten Ausgangssignals des PLL-Kreises 7. Das erzeugte Taktsignal wird einem Dekoder 9 angelegt und auch als Taktsignal benutzt bei der Bearbeitung von Ausgangsdaten vom Dekoder 9, z.B. zur Fehlerkorrektur. Der Dekoder 9 dekodiert das Biphasen-kodierte Datensignal, d.h. das demodulierte Ausgangssignal des PLL-Kreises 7 syn­ chron zu dem durch den D-PLL-Kreis 8 erzeugten Taktsignal.

Ein Rastdetektor 10 dient dazu, Rast- und Freigabezustände des D-PLL-Kreises zu erfassen. Der Rastdetektor 10 erzeugt ein Hochpegel-Freigabeerfassungssignal, wenn der D-PLL-Kreis 8 sich im Freigabezustand befindet, und ein Niedrigpegel- Rasterfassungssignal, wenn der D-PLL-Kreis 8 im Rastzustand ist. Der Rastdetektor 10 kann eine Schaltanordnung sein, wie sie z.B. in der JP-A-63-87 836 gezeigt ist. Das erfaßte Aus­ gangssignal vom Rastdetektor 10 wird als ein Einfang- oder Rastbereich-Schaltsignal zum Ändern von Rastbereichen des PLL-Kreises 7 und des D-PLL-Kreises 8 zugeführt. Im einzel­ nen besitzt der PLL-Kreis 7 und der D-PLL-Kreis 8 je eine Grenzfrequenz, die dadurch veränderbar ist, daß die Konstan­ te oder der Schleifengewinn eines in den Kreisen enthaltenen Schleifenfilters geändert wird. Wenn der Rastdetektor 10 ein Hochpegel-Freigabeerfassungssignal liefert, wird der Rastbe­ reich durch Erhöhen der Grenzfrequenz breiter gemacht. Wenn der Rastdetektor 10 ein Niedrigpegel-Rasterfassungssignal liefert, wird der Rastbereich durch Absenken der Grenzfre­ quenz schmäler gemacht.

Wenn der Rastdetektor 10 den Rastzustand des D-PLL-Kreises 8 erfaßt, wird der Rast- oder Einfangbereich des PLL-Kreises 7 und des D-PLL-Kreises 8 verengt, um es dem D-PLL-Kreis 8 zu ermöglichen, jederzeit ein stabiles Taktsignal ohne Beein­ flussung durch äußere Störungen zur Datendemodulierung zu liefern.

In der beschriebenen Weise werden die Rast- oder Fangberei­ che des PLL-Kreises 7 und des D-PLL-Kreises 8 unmittelbar in Abhängigkeit von dem erfaßten Ausgangssignal des Rastdetek­ tors 10 geschaltet. Da jedoch jede Gruppe des Radiodatensig­ nals, welches wiederholt durch Multiplexübertragungen in Gruppen bearbeitet wird, 104 Bit (Fig. 4) enthält, wird Zit­ tern des datendemodulierenden Taktsignals vergrößert, falls die Rastbereiche des PLL-Kreises 7 und des D-PLL-Kreises 8 unmittelbar erhöht werden, wenn der D-PLL-Kreis 8 freigege­ ben oder entrastet wird. Deswegen kann eine Fehlerkorrektur nicht gut ausgeführt werden, und es braucht einige Zeit, genaue Daten zu erhalten.

Es ist demgemäß ein Ziel der vorliegenden Erfindung, eine Da­ tenmodulatorschaltung zur Verwendung in einem RDS-Empfän­ ger zu schaffen, der kontinuierlich genaue Daten schafft, auch wenn ein PLL-Kreis entrastet bzw. freigegeben ist.

Erfindungsgemäß wird eine Datendemodulatorschaltung in einem Radiodatensystemempfänger (RDS-Empfänger) geschaffen, der eine RDS-Sendewelle empfängt, die ein Radiodatensignal ent­ hält, welches wiederholt zur Multiplexübertragung in Gruppen bearbeitet wird. Der RDS-Empfänger enthält PLL-Kreise zum De­ modulieren des Radiodatensignals und zum Erzeugen eines Da­ tendemodulations-Taktsignals. Einfang- oder Rastbereiche der PLL-Kreise werden nach Ablauf einer vorbestimmten Zeitlänge nach der Erfassung eines Entrast- oder Freigabezustandes eines der PLL-Kreise geändert, und die vorbestimmte Zeitlän­ ge ist vorzugsweise gleich einem Zeitintervall, der minde­ stens einer Gruppe des Radiodatensignals entspricht.

Die Erfindung wird nachfolgend anhand der Zeichnung bei­ spielsweise näher erläutert, in der eine bevorzugte Ausfüh­ rung der vorliegenden Erfindung als erläuterndes Beispiel dargestellt ist und in der zeigt:

Fig. 1 ein Blockschaltbild eines Datendemodulatorkreises erfindungsgemäßer Art,

Fig. 2 ein Wellenform-Diagramm der Eingangs- und Aus­ gangssignale eines Verzögerungskreises in der Da­ tendemodulatorschaltung nach Fig. 1,

Fig. 3 ein Blockschaltbild einer besonderen Schaltanord­ nung des Verzögerungskreises in Fig. 1,

Fig. 4 ein Diagramm einer Grundband-Kodierungsstruktur eines Radiodatensignals, und

Fig. 5 ein Blockschaltbild eines üblichen Datendemodula­ torkreises.

Fig. 1 zeigt in Blockform einen Datendemodulatorkreis nach einer Ausführung der vorliegenden Erfindung. Die Teile des Datendemodulatorkreises aus Fig. 1, die mit den in Fig. 5 ge­ zeigten identisch sind, haben gleiche Bezugszeichen erhalten und werden im einzelnen nicht mehr beschrieben.

Die erfindungsgemäße Datendemodulatorschaltung besitzt einen Verzögerungskreis 11 zusätzlich zu der üblichen Schaltungs­ anordnung nach Fig. 5. Der Verzögerungskreis 11 erzeugt ein Signal (b) nach Fig. 2, das eine ansteigende Kante besitzt, die um einen Zeitraum T später als die ansteigende Kante eines Hochpegel-Freigabeerfassungssignals (A) auftritt, das erzeugt wird, wenn der Rastdetektor 10 eine Freigabe des D-PLL-Kreises 8 erfaßt. Der Verzögerungskreis 11 liefert das erzeugte Signal (b) dem PLL-Kreis 7 und dem D-PLL-Kreis 8 als ein Rastbereich-(Einfangbereich)-Schaltsignal zu, um deren Einfang- oder Rastbereiche zu erhöhen. Die anderen Schaltungseinzelheiten der erfindungsgemäßen Datendemodula­ torschaltung stimmen mit der in Fig. 5 dargestellten über­ ein. Es wurde experimentell bestätigt, daß, um gute Ergebnis­ se zu erhalten, die Verzögerungszeit T des Verzögerungskrei­ ses 11 größer als eine Zeitlänge sein sollte, die gleich oder länger als der Zeitintervall ist, der einer Gruppe des Radiodatensignals entspricht, d.h. T 104 × (1/1187,5), falls eines Gruppe aus 104 Bit zusammengesetzt ist und die Übertragungsrate des Radiodatensignals 1187,5 Bit/s beträgt, und noch mehr wird bevorzugt, wenn die Verzögerungszeit T ein Zeitintervall ist, der fünf Blöcken des Radiodatensig­ nals entspricht, d.h. T = 130 × (1/1187,5).

Eine besondere Schaltanordnung des Verzögerungskreises 11 ist in Fig. 3 beispielsweise gezeigt. Der Verzögerungskreis 11 enthält einen Modulo-130-Zähler 31 (5-Block-Zähler), der mit dem Datendemodulierungs-Taktsignal von dem D-PLL-Kreis 8 versorgt wird und durch die ins Positiv gehende Kante des Freigabeerfassungssignals (a) nach Fig. 2 vom Rastdetektor 10 gelöscht wird, und ein RS-Flip-Flop 32, das durch ein Zählausgangssignal vom Zähler 31 gesetzt und durch die abfal­ lende Kante des Freigabe-Erfassungssignals (a) rückgestellt wird. Der Verzögerungskreis 11 erzeugt deshalb ein Rast­ oder Einfangbereich-Schaltsignal (b) mit einer ansteigenden Kante, die um die Zeitlänge T, repräsentiert durch 130 × (1/1187,5), später als die ansteigende Kante des Freigabeer­ fassungssignals (a) ist. Der Verzögerungskreis 11 ist nicht auf die in Fig. 3 gezeigte Schaltanordnung begrenzt, sondern kann auch auf andere Weise verwirklicht werden, soweit eine Erzeugung des Rast- oder Einfangbereich-Schaltsignals (b) möglich ist, dessen ansteigende Kante um einen Zeitraum T später auftritt als die des Freigabe-erfassungssignals (a).

Wenn der Freigabezustand des D-PLL-Kreises 8 erfaßt wird, werden die Rast- oder Fangbereiche des PLL-Kreises 7 und des D-PLL-Kreises 8 nach Ablauf der Zeit T nach der Erfassung des Freigabezustandes breiter gemacht, wobei die Zeitlänge T mindestens einer Gruppe des Radiodatensignals entspricht. Weil jede Gruppe des Radiodatensignals in vier Blöcke unter­ teilt wird, und das erzeugte Taktsignal stabil ist, auch wenn Daten von einigen 10 Bit verlorengehen, können die Daten irgendeines der vier Blöcke auf Fehlerkorrektur bear­ beitet und als genaue Daten erhalten werden.

Mit dem erfindungsgemäßen Datendemodulatorkreis der beschrie­ benen Art werden die Einfang- oder Rastbereiche der PLL-Kreise, die das Radiodatensignal demodulieren und das Da­ tendemodulations-Taktsignal erzeugen, nach Ablauf einer vor­ geschriebenen Zeitlänge von dem Zeitpunkt der Erfassung, daß einer der PLL-Kreise freigegeben ist, geändert. Deswegen kann, auch wenn der PLL-Kreis freigegeben ist, das Taktsi­ gnal kontinulierlich stabil erzeugt werden, und die Inhalte eines empfangenen Radioprogramms anzeigende Daten können genau demoduliert werden.

Claims (3)

1. Datendemodulatorschaltung in einem RDS-Empfänger, der zum Empfang von RDS-Sendewellen befähigt ist, die ein Radioda­ tensignal enthalten aus einem durch ein Datensignal ampli­ tudenmodulierten Hilfsträgersignal, wobei das Radiodaten­ signal wiederholt zur Multiplexübertragung in Gruppen bearbeitet wird, dadurch gekennzeichnet, daß die Schal­ tung enthält:
phasenstarre Schleifenmittel (7; 8) zur Demodulierung des Radiodatensignals und zur Erzeugung eines Datendemodula­ tions-Taktsignals;
Rast-Erfassungsmittel (10) zum Erfassen eines Freigabezu­ standes des phasenstarren Schleifenkreismittels (8) zum Auswählen eines breiteren Rast- oder Einfangbereiches für das phasenstarre Schleifenkreismittel (7, 8) als der Ein­ fangbereich in einem Rastzustand derselben, und
Mittel (11) zum Auswählen des breiteren Einfangbereiches nach Verstreichen einer vorbestimmten Zeitlänge (T) nach der Erfassung des Freigabezustandes des phasenstarren Schleifenkreismittels (8).

2. Datendemodulatorschaltung nach Anspruch 1, dadurch gekenn­ zeichnet, daß die vorbestimmte Zeitlänge (T) gleich einem Zeitintervall ist, der mindestens einer Gruppe des Radio­ datensignals entspricht.

3. Datendemodulatorschaltung nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß das phasenstarre Schleifenkreismittel (7; 8) einen ersten phasenstarren Schleifenkreis (7) zum Demodulieren des Radiodatensignals und einen zweiten pha­ senstarren Schleifenkreis (8) zur Erzeugung des Datendemo­ dulations-Taktsignals auf Grundlage eines demodulierten Ausgangssignals von dem ersten phasenstarren Schleifen­ kreis (7) umfaßt, und daß das Rast-Erfassungsmittel (10) Mittel zum Erfassen eines Freigabezustandes des zweiten phasenstarren Schleifenkreises (8) umfaßt.