DE3939478C2

DE3939478C2 - Vorrichtung zur Rauschunterdrückung in einem FM-Stereotuner

Info

Publication number: DE3939478C2
Application number: DE3939478A
Authority: DE
Inventors: Kohji Ishida; Yasushi Nishimura; Shigeru Yamaguchi
Original assignee: Pioneer Electronic Corp
Current assignee: Pioneer Corp
Priority date: 1989-02-03
Filing date: 1989-11-29
Publication date: 1994-09-22
Anticipated expiration: 2009-11-30
Also published as: US5067157A; DE3939478A1

Description

Die US-PS 39 43 293 beschreibt einen Stereotuner mit Rauschunterdrückung, bei dem ein Filter im Stereodifferenzsignalkanal angeordnet ist, das eine feste Grenzfrequenz hat, die im Audiobereich liegt. Ein spannungsgesteuertes Dämpfungsglied ist diesem Filter parallel geschaltet. Wenn ein Steuersignalpegel, der aus dem Stereosummensignal abgeleitet wird, zunimmt, dann wird die Impedanz des Dämpfungsgliedes herabgesetzt, was zur Folge hat, daß das vorgenannte Filter wirkungslos wird und das Stereodifferenzsignal ungeschwächt zur Dekodiermatrix gelangt. Wenn andererseits der Steuersignalpegel abnimmt, d. h. der Pegel des Stereosummensignals abnimmt, dann wird die hochfrequente Komponente des Stereodifferenzsignals abgeschnitten.

Die US-PS 3 857 104 beschreibt ein Rauschfilter, in dem ein Tiefpaßfilter und ein Hochpaßfilter und mehrere schmalbandige Bandpaßfilter zueinander parallel zwischen einen Vorverstärker und einen Summierverstärker geschaltet sind. Das den Filtern zugeführte Eingangssignal wird auch einem Stördetektor zugeführt, der ein Signal in Abhängigkeit vom Störpegel immer dann erzeugt, wenn das Eingangssignal minimal ist oder im wesentlichen fehlt. Am Ausgang des Stördetektors ist daher ein gesteuertes Signal, das eine direkte Funktion des im ankommenden Signal enthaltenen Rauschens ist. Das Ausgangssteuersignal des Stördetektors dient dazu, die Verstärkung in den schmalbandigen Filterkanälen zu verändern. Dieses erfolgt gemeinsam für alle Kanäle.

Eine weitere bekannte Schaltung zum Unterdrücken von Rauschen, das beim Empfang von Stereo-Rundfunksendungen auftritt, ist als Hi-Blend-Schaltung bekannt. Eine solche Hi-Blend-Schaltung ist in der JP-AS 45 32 282 beschrieben.

Bei Verwendung dieser Hi-Blend-Schaltung beim Empfang von FM-Stereo-Rundfunksendungen existieren zwei Hälften einer Rauschkomponente N eines Stereo-Differenzsignals (L-R) in einem Verbundsignal in demodulierten L- und R-Signalen. Diese zwei Hälften der Rauschkomponenten N sind einander gegenphasig. In dieser Schaltung werden nur die Komponenten im oberen Frequenzbereich der L- und R-Signale zueinander addiert, wodurch die gegenphasigen Hälften der Rauschkomponenten N einander auslöschen und das zischelnde Rauschen in der hochfrequenten Komponente beseitigt wird.

Obgleich die bekannte Schaltung einen Rauschunterdrückungseffekt auf die Komponente im oberen Frequenzbereich hat, wirkt die Schaltung nicht in den mittelfrequenten und niederfrequenten Signalbereichen. Dementsprechend besteht das Problem, daß die Hi-Blend-Schaltung das Rauschen nicht breitbandig vom unteren bis zum oberen Frequenzbereich unterdrücken kann. Darüber hinaus besteht ein weiteres Problem darin, daß es unmöglich ist, einen befriedigenden Stereoeindruck zu erhalten, weil ein Stereosignal im oberen Frequenzband bei Verwendung der Hi-Blend-Schaltung vollständig monaural wird, so daß die Trennung zwischen den Links- und Rechtssignalen zerstört wird.

Der Erfindung liegt daher die Aufgabe zugrunde, die obengenannten Probleme des Standes der Technik zu überwinden und eine Vorrichtung zur Rauschunterdrückung in einem FM-Stereotuner anzugeben, in der die Rauschkomponente zufriedenstellend im gesamten Frequenzband unterdrückt werden kann, ohne daß die Kanaltrennung gestört wird.

Diese Aufgabe wird durch die im Anspruch 1 angegebenen Merkmale gelöst. Eine weitere Lösung der gestellten Aufgabe ist Gegenstand des Anspruchs 6.

Die Erfindung wird nachfolgend unter Bezugnahme auf die Zeichnungen näher erläutert. Es zeigt

Fig. 1 ein Blockschaltbild zur Erläuterung des Prinzips eines ersten Aspektes der Erfindung,

Fig. 2 ein Blockschaltbild zur Erläuterung des Prinzips eines zweiten Aspekts der Erfindung und die

Fig. 3 bis 12 Blockschaltbilder von ersten bis zehnten Ausführungsformen der Erfindung.

Zunächst wird das Prinzip eines ersten Aspektes der vorliegenden Erfindung allgemein beschrieben.

Fig. 1 ist ein Blockschaltbild, das einen ersten Aspekt der Erfindung zeigt. Wie in Fig. 1 dargestellt, enthält der FM-Stereotuner eine Schaltung 2 zum Erzeugen eines Stereo-Summensignals (L+R) und eines Stereo-Differenzsignals (L-R), eine Rauschunterdrückungsschaltung 3 zum Aufteilen des Stereo-Differenzsignals (L-R) in mehrere Frequenzbänder und zum Ausgeben eines zusammengesetzten Signals (L-R)′ von Teil-Stereo-Differnzsignalen (L-R)_d in Übereinstimmung mit Signalpegeln der entsprechenden Teilbänder, und eine Matrix-Schaltung 4 zum Reproduzieren eines Stereosignals (R, L) aus dem zusammengesetzten Signal (L-R)′ und dem Stereo-Summensignal (L+R).

Gemäß dem ersten Aspekt der vorliegenden Erfindung wird das von der Schaltung 2 erzeugte Stereo-Differenzsignal (L-R) der Rauschunterdrückungsschaltung 3 zugeführt, um dort der Rauschunterdrückungsverarbeitung unterzogen zu werden.

Die Rauschunterdrückungsschaltung 3 teilt das Stereo-Differenzsignal (L-R) in mehrere (n) Frequenzbänder, führt die Rauschunterdrückungsverarbeitung in jedem der Teilfrequenzbänder durch Extrahieren des Teilstereo-Differenzsignals (L-R)_d in Übereinstimmung mit dem Signalpegel eines jeden Teilfrequenzbandes durch und gibt ein Kompositsignal aus diesen Teilstereo-Differenzsignalen (L-R)_d ab, d. h. ein Kompositsignal (L-R)′, in welchem die Rauschkomponente vermindert ist. Dieses Kompositsignal (L-R)′ wird der Matrix- Schaltung 4 zugeführt.

Die Matrixschaltung 4 reproduziert ein Stereosignal (L, R) aus dem zugeführten Kompositsignal (L-R)′ und dem Stereo-Summensignal (L+R). Dieses reproduzierte Stereosignal (L, R) ist in einem solchen Zustand, daß Rauschen über alle Frequenzbänder eliminiert ist, und die L- und R-Signale sind nicht zusammengefaßt, so daß es möglich ist, eine Störung der Kanaltrennung zu verhindern.

Fig. 2 ist ein Blockschaltbild, das allgemein einen zweiten Aspekt der vorliegenden Erfindung zeigt. Wie in Fig. 2 gezeigt, enthält der FM-Stereotuner nach einem zweiten Aspekt der vorliegenden Erfindung eine Schaltung 2 zum Erzeugen eines Stereo-Summensignals (L+R) und eines Stereo-Differenzsignals (L-R), eine Rauschunterdrückungsschaltung 3 zum Unterteilen des Stereo-Summensignals (L+R) und des Stereo-Differenzsignals (L-R) in mehrere Frequenzbänder mit übereinstimmender Frequenzunterteilung, um ein Niedrigpegel-Teilstereodifferenzsignal (L-R)_d in jedem Teilband zu elimieneren, um ein zweites Stereo-Differenzsignal zu erzeugen und ein Kompositsignal aus dem zweiten Stereo-Differenzsignal und einem Verzögerungssignal (L+R)′ eines Teilstereo- Summensignals, das im selben Frequenzband liegt, wie das eliminierte Teilstereo-Differenzsignal (L-R)_d′ abzugeben, und eine Matrix-Schaltung 4 zum Reproduzieren eines Stereosignals (L, R) aus dem Kompositsignal und dem Stereo-Summensignal (L+R).

Gemäß dem zweiten Aspekt der vorliegenden Erfindung werden das Stereo-Summensignal (L+R) und das Stereo-Differenzsignal (L-R) in mehrere Frequenzbänder mit jeweils übereinstimmenden Teilfrequenzbereichen unterteilt und einer Rauschunterdrückungsverarbeitung durch die Rauschunterdrückungsschaltung 3 unterzogen.

Die Rauschunterdrückungsschaltung 3 eliminiert ein Niederigpegel-Teilstereodifferenzsignal in jedem Teilband und erzeugt das zweite Stereo-Differenzsignal. Obgleich dieses zweite Stereo-Differenzsignal ein besseres Signal/Rausch-Verhältnis hat, ist sein Signalpegel um das Ausmaß der eliminierten Rauschkomponente im Vergleich zum Stereo-Differenzsignal (L-R), das von der Schaltung 2 abgegeben wird, vermindert. In der Rauschunterdrückungsschaltung 3 wird jedoch das Verzögerungssignal (L+R)′ des Teilstereo- Summensignals im selben Teilfrequenzband wie das eliminierte Teilstereo-Differenzsignal (L-R)_d zu dem zweiten Stereo-Differenzsignal hinzuaddiert, um ein Kompositsignal zu erzeugen, so daß es möglich ist, den durch die Begrenzung der Rauschkomponente verursachten Abfall des Stereo-Differenzsignals zu kompensieren. Als Folge davon wird der Pegel des Kompositsignals, das der Matrixschaltung 4 zugeführt wird, nicht gestört, und es ist möglich, die Verschlechterung im Stereoeindruck des Stereosignals (L, R) zu verhindern, das aus dem Kompositsignal und dem Stereo-Summensignal (L+R) mittels der Schaltung 4 reproduziert wird.

Ausführungsformen der vorliegenden Erfindung werden nun unter Bezugnahme auf die Zeichnungen erläutert.

Zunächst werden verschiedene Ausführungsformen in bezug auf den ersten Aspekt der vorliegenden Erfindung, wie er in Fig. 1 dargestellt ist, erläutert.

Fig. 2 zeigt eine erste Ausführungsform der vorliegenden Erfindung.

In Fig. 3 enthält eine Rauschunterdrückungsschaltung 3A:
mehrere Bandpaßfilter (BPF₁ bis BPF_n) 7 _-1 bis 7 _-n zum Unterteilen eines Stereo-Differenzsignals (L-R), das von einer Stereo-Summensignal-/Stereo-Differenz signal-Erzeugungsschaltung 2 zugeführt wird, in mehrere (n) Hörfrequenzbänder, Schaltersteuerkreise (SWC₁ bis SWC_n) 8 _-1 bis 8 _-n zum Abgeben von Schaltsteuersignalen A₁ bis A_n entsprechend den Teilstereo-Differenzsignalen (L-R)_d, die von den entsprechenden Bandpaßfiltern 7 _-1 bis 7 _-n abgegeben werden, Schalterkreise 9 _-1 bis 9 _-n zum Steuern des Durchlasses der Teilstereo-Differenz signale (L-R)_d auf der Basis der Schaltersteuersignale A₁ bis A_n, und einen Addierer 10 zum Abgeben eines Kompositsignals (L-R)′, das die Summe der Stereo- Differenzsignale darstellt. Die Schaltsteuerschaltungen 8 _-1 bis 8 _-n haben Bezugspegelsignale V_{th 1} bis V_thn, die Rauschkomponentenpegeln entsprechen, die im jeweiligen Teilstereo-Differenzsignal (L-R)_d enthalten sind. Die Schaltsteuerschaltungen 8 _-1 bis 8 _-n vergleichen die Teilstereo-Differenzsignale (L-R)_d mit ihren Bezugspegelsignalen V_{th 1} bis V_thn, und sie geben in Abhängigkeit von diesem Vergleich die Schaltsteuersignale A₁ bis A_n ab, die die Schalterkreise 9 _-1 bis 9 _-n nur dann schließen, wenn die Teilstereo-Differenzsignale (L-R)_d ihre jeweiligen Bezugspegelsignale V_{th 1} bis V_thn überschreiten. Die Schaltsteuerkreise 8 _-1 bis 8 _-n werden beispielsweise durch Operationsverstärker oder dgl. gebildet. Die Schalterkreise 9 _-1 bis 9 _-n können beispielsweise Schalttransistoren oder dgl. sein. Außerdem kann der Addierer 10 ein Operationsverstärker oder dgl. sein.

Bei dem oben beschriebenen Aufbau wird eine Rauschverarbeitungsschaltung durch die Schaltsteuerkreise 8 _-1 bis 8 _-n und die Schalterkreise 9 _-1 bis 9 _-n gebildet.

Als nächstes wird die Betriebsweise erläutert.

Ein Stereo-Summensignal (L+R), das von der Schaltung 2 erzeugt wird, gelangt direkt zur Schaltung 4, die ein Stereosignal reproduziert, und ein Stereo-Differenzsignal (L-R) wird der Rauschunterdrückungsschaltung 3A zugeführt.

In der Rauschunterdrückungsschaltung 3A wird das Stereo- Differenzsignal (L-R) in n getrennte Signale durch die Bandpaßfilter 7 _-1 bis 7 _-n unterteilt. Die entsprechenden Teilstereo-Differenzsignale (L-R)_d werden mit ihren Bezugspegelsignalen V_{th 1} bis V_thn in den Schaltsteuerkreisen 8 _-1 bis 8 _-n verglichen. Als Folge des Vergleichs hat jedes der Schaltsteuersignale A₁ bis A_n einen Binärwert für EIN/AUS, der nur dann abgegeben wird, wenn die Bedingung

V_{th 1} ∼ V_thn < (L-R)_d

erfüllt ist. Das heißt, die Bedingung

V_{th 1} ∼ V_thn < (L-R)_d

bedeutet den Fall, in welchem eine Signalkomponente eines jeden Teilstereo-Differenzsignals (L-R)_d größer als ein Rauschkomponentenpegel in dem entsprechenden Teilband ist. In Abhängigkeit von den Schaltsteuersignalen A₁ bis A_n schließen die Schalterkreise 9 _-1 bis 9 _-n ihre Schalter (schalten EIN), um die Teilstereo-Differenzsignale (L-R)_d zu jenem Zeitpunkt durchzulassen. Andererseits, wenn die Bedingung

V_{th 1} ∼ V_thn (L-R)_d

erfüllt ist, werden die Stereo-Differenzsignale (L-R)_d in den Teilbändern nicht ausgegeben, weil die Schalterkreise 9 _-1 bis 9 _-n geöffnet (AUS-geschaltet) sind.

Die entsprechenden Teilstereo-Differenzsignale (L-R)_d, die durchgelassen worden sind, werden miteinander im Addierer 10 addiert und werden als ein Kompositsignal (L-R)′ der Matrix-Schaltung 4 zur Reproduktion eines Stereosignals zugeleitet. Da das Kompositsignal (L-R)′ nur aus den Teilstereo-Differenzsignalen (L-R)_d zusammengesetzt wird, die jeweils einen niedrigen Rauschpegel haben, ist die Rauschkomponente im Kompositsignal (L-R)′ im Vergleich zu dem von der Schaltung 2 zur Erzeugung eines Stero-Summensignals und eines Stereo-Differenzsignals abgegebenen Stereo-Differenzsignal (L-R) vermindert.

Die Matrix-Schaltung 4 reproduziert ein Stereosignal aus dem Stereo-Summensignal (L+R) und dem Kompositsignal (L-R)′, das hinsichtlich seiner Rauschkomponente auf die vorbeschriebene Weise vermindert ist, um dadurch L- und R-Signale zu erzeugen. Es ist daher möglich, die in den erzeugten L- und R-Signalen enthaltene Rauschkomponente zu vermindern.

Fig. 4 zeigt eine zweite Ausführungsform der vorliegenden Erfindung.

Diese Ausführungsform hat ein Merkmal dahingehend, daß in einer Rauschunterdrückungsschaltung 3B jeder Pegel der Bezugspegelsignale V_{th 1} bis V_thn in Schaltsteuerkreisen 11 _-1 bis 11 _-n variabel in Übereinstimmung mit dem Pegel der elektrischen Feldintensität an der Stelle gesteuert wird, an der der FM-Tuner installiert ist.

Die Ausführungsform nach Fig. 4 unterscheidet sich von der nach Fig. 3 dahingehend, daß ein Pegelsignal SML, das die elektrische Feldintensität angibt, über einen Eingangsanschluß 12 zugeführt und abgezweigt wird, um die Steuerkreise 11 _-1 bis 11 _-n zu schalten. Merkmale, die gleich oder äquivalent jenen nach Fig. 3 sind, tragen entsprechende Bezugszeichen, und eine gesonderte Beschreibung derselben wird daher hier unterlassen.

Bei dieser Ausführungsform haben die Schaltsteuerkreise 11 _-1 bis 11 _-n Signalgeneratoren (nicht dargestellt) zum Erzeugen der Bezugspegelsignale V_{th 1} bis V_thn, und das elektrische Feldpegelsignal SML wird den Generatoren zugeführt, so daß die Generatoren die Bezugspegelsignale V_{th 1} bis V_thn (entsprechen dem elektrischen Feldpegelsignal SML) erzeugen, um den Eingangsanschlüssen der Vergleichsabschnitte der Schaltsteuerkreise entsprechende Bezugspegel zu vermitteln.

Der Grund, warum ein solcher Aufbau getroffen ist, soll nachfolgend erläutert werden. Eine Rauschkomponente eines Teilbandes, das in einem Stereo-Differenzsignal (L-R) enthalten ist, variiert in Übereinstimmung mit der elektrischen Feldstärke. Wenn die elektrische Feldstärke niedrig ist, dann ist der Rauschpegel relativ hoch im Stereo-Differenzsignal (L-R), während der Rauschpegel niedrig ist, wenn die elektrische Feldstärke hoch ist. Betrachtet man den Empfangszustand in Bereichen unterschiedlicher elektrischer Feldstärken, dann ist es möglich, daß der Rauschunterdrückungseffekt unzureichend wird, wenn die Bezugspegelsignale V_{th 1} bis V_thn gleichmäßig festgesetzt werden. Bei dieser Ausführungsform werden daher die Bezugspegelsignale V_{th 1} bis V_thn automatisch in Übereinstimmung mit dem Pegel der elektrischen Feldstärke gesteuert, so daß es möglich ist, eine gewünschte Rauschunterdrückung auf der Grundlage der Bezugspegelsignale V_{th 1} bis V_thn zu erzielen.

Nachfolgend wird die Betriebsweise erläutert.

Ein elektrisches Feldstärkesignal SML wird den Schaltsteuerkreisen 11 _-1 bis 11 _-n zugeführt. Die jeweiligen Schaltsteuerkreise 11 _-1 bis 11 _-n setzen die Bezugspegelsignale V_{th 1} bis V_thn in Übereinstimmung mit dem zugeführten elektrischen Feldstärkesignal SML fest, vergleichen die Teilstereo-Differenzsignale (L-R)_d mit den Bezugspegelsignalen V_{th 1} bis V_thn, führen die Schaltsteuersignale A₁ bis A_n den Schalterkreisen 9 _-1 bis 9 _-n in gleicher Weise wie in Fig. 3 zu und geben die Teilstereo-Differenzsignale (L-R)_d nur dann ab, wenn sie höher als ihre entsprechenden Bezugspegelsignale sind, um ein Kompositsignal (L-R)′ zu erhalten.

Fig. 5 zeigt eine dritte Ausführungsform der vorliegenden Erfindung.

Diese Ausführungsform weist das Merkmal auf, daß in einer Rauschunterdrückungsschaltung 3C nicht die Schaltersteuerkreise 8 _-1 bis 8 _-n von Fig. 3 verwendet werden, die die Schaltsteuersignale A_-1 bis A_-n abgeben, die jeweils einen Binärwert für EIN/AUS haben, sondern Steuerkreise 15 _-1 bis 15 _-n Einsatz finden, die Steuersignale B₁ bis B_n entsprechend der Größe der Abweichung zwischen den Bezugspegelsignalen V_{th 1} bis V_thn und den Teilstereo-Differenzsignalen (L-R)_d abgeben. An Stelle der Verwendung der Schalterkreise 9 _-1 bis 9 _-n von Fig. 3 enthält diese Ausführungsform variable Pegeleinstellschaltungen 13 _-1 bis 13 _-n, die spannungsgesteuerte Verstärker oder dgl. sein können. Andere Elemente nach Fig. 5, die denen nach Fig. 3 entsprechen, tragen übereinstimmende Bezugszeichen und brauchen daher nicht nochmals erläutert zu werden.

Jeder Signalpegel der durchgeleiteten Teilstereo-Differenzsignale (L-R)_d wird kontinuierlich und variabel unter Verwendung der Steuerkreise 15 _-1 bis 15 _-n und der variablen Pegeleinstellschaltungen 13₁ bis 13 _n gesteuert, so daß über die Frequenzbänder die Pegel der Teilstereo-Differenzsignale unterdrückter Frequenzkomponenten nicht extrem sind und es daher möglich ist, einen unnatürlichen akustischen Eindruck bei der Kanaltrennung zu vermindern.

Fig. 6 zeigt eine vierte Ausführungsform der Erfindung.

Bei dieser Ausführungsform wird ein elektrisches Feldstärkensignal SML vom Eingangsanschluß 12 zugeführt und zu entsprechenden Steuerkreisen 16 _-1 bis 16 _-n abgezweigt, damit in einer Rauschunterdrückungsschaltung 3D auf der Grundlage der dritten Ausführungsform nach Fig. 5 und in gleicher Weise wie bei der zweiten Ausführungsform es möglich wird, daß die entsprechenden Pegel der Bezugspegelsignale V_{th 1} bis V_thn in den Steuerkreisen 15 _-1 bis 15 _-n variabel in Übereinstimmung mit der elektrischen Feldstärke eingestellt werden, die an der Stelle herrscht, an der der FM-Tuner installiert ist. In Fig. 6 sind die anderen Merkmale, die mit denen nach Fig. 5 übereinstimmen, mit entsprechenden Bezugszeichen versehen und daher hier nicht nochmals erläutert.

Durch die in Fig. 6 gezeigte Konstruktion ist es möglich, eine glattere Regelung auszuführen, weil es möglich ist, die Bezugspegelsignale V_{th 1} bis V_thn in Übereinstimmung mit der elektrischen Feldstärke variabel einzustellen zusätzlich zu der variablen und kontinuierlichen Steuerung der Teilstereo-Differenzsignale (L-R)_d in Übereinstimmung mit dem Umfang der Abweichung zwischen den Pegeln der in den entsprechenden Teilbändern enthaltenen Rauschkomponenten von den Teilstereo-Differenzsignalen (L-R)_d.

Fig. 7 zeigt eine fünfte Ausführungsform der vorliegenden Erfindung.

Bei dieser Ausführungsform ist in einer Rauschunterdrückungsschaltung 3E ein Dynamikexpander 14 zwischen den Ausgangsanschluß des Addierers 10 und einen Eingangsanschluß der Stereosignal-Reproduktionsschaltung 4 eingefügt. In Fig. 7 sind andere Merkmale, die denen nach Fig. 3 äquivalent sind, mit entsprechenden Bezugszeichen versehen und daher hier nicht nochmals erläutert.

Der Grund, warum der Dynamikexpander 14 bei dieser Ausführungsform verwendet wird, soll nachfolgend erläutert werden.

Wenn eine Rauschunterdrückung in der Rauschunterdrückungsschaltung 3A ausgeführt wird, werden die Teilstereo-Differenzsignale (L-R)_d in den jeweiligen Teilbändern, in denen die Teilstereo-Differenzsignale (L-R)_d niedrigen Signalpegel haben, nicht abgegeben. Dementsprechend ist der Signalpegel eines Kompositsignals (L-R)′ wenigstens durch das "Nicht-Durchlassen" von Teilstereo-Differenzsignalen (L-R)_d vermindert, und daher wird das Kompositsignal (L-R)′ niedriger als ein Stereo-Differenzsignal (L-R) zum Zeitpunkt der Ausgabe von der Schaltung 2. Dementsprechend kann durch Einfügen eines Dynamikexpanders 14 in die Rauschunterdrückungsschaltung 3E der Pegel des Kompositsignals (L-R)′ auf den Pegel des ursprünglichen Stereo-Differenzsignals (L-R) wieder angehoben werden, und es ist daher möglich, die Verschlechterung der Kanaltrennung zu vermeiden sowie eine Rauschkomponente zu unterdrücken, um dadurch den Stereoeindruck zu verbessern.

Diese Einfügung des Dynamikexpanders 14 ist nicht nur bei der ersten Ausführungsform möglich, sondern auch bei den zweiten, dritten und vierten Ausführungsformen, bei denen jeweils der gleiche Effekt erhalten werden kann.

Nachfolgend werden verschiedene Ausführungsformen in bezug auf den zweiten Aspekt der vorliegenden Erfindung nach Fig. 2 erläutert.

In Fig. 8 sind solche Merkmale, die jenen nach Fig. 3 gleich oder äquivalent sind, mit entsprechenden Bezugszeichen versehen und brauchen hier nicht nochmals erläutert zu werden.

Die Ausführung nach Fig. 8 hat eine andere Rauschunterdrückungsschaltung als die nach Fig. 3.

Eine Rauschunterdrückungsschaltung 3A bei dieser Ausführungsform enthält eine Verzögerungsschaltung 12 zum Abgeben eines Signals (L+R)′ eines Stereo-Summensignals (L+R), das um eine vorbestimmte Zeit verzögert wird. Dieses Signal wird nachfolgend als "Verzögerungssignal" bezeichnet. Weiterhin hat die Schaltung 3A mehrere Rauschverarbeitungsschaltungen 11 _-1 bis 11 _-n zum Durchführen einer Rauschverarbeitung unter Verwendung des Verzögerungssignals (L+R)′ und des Stereo-Differenzsignals (L-R), die ihnen zugeführt werden.

Eine einzige Verzögerungsschaltung 12 ist so vorgesehen, daß sie gemeinsam von den Rauschverarbeitungsschaltungen 11 _-1 bis 11 _-n verwendet werden kann.

Darüber hinaus ist es möglich, den Signalpegel des verzögerten (L+R) auf einen gewünschten Wert einzustellen.

Die Rauschverarbeitungsschaltungen 11 _-1 bis 11 _-n entsprechen der Anzahl nach den Signalteilbändern, was später erläutert wird. Die Rauschverarbeitungsschaltungen 11 _-1 bis 11 _-n haben einander gleichen Aufbau, unterscheiden sich aber voneinander hinsichtlich der Frequenzbänder, denen sie zugewiesen sind. Dementsprechend wird nur die Rauschverarbeitungsschaltung 11 _-1 bis 11 _-n nachfolgend erläutert.

Die Rauschverarbeitungsschaltung 11₁ besteht aus ersten und zweiten Bandpaßfiltern 13 und 14, die eine Signalteilerschaltung bilden, um ein Verzögerungssignal (L+R)′ und ein Stereo-Differenzsignal (L-R) jeweils mit gleichen Teilfrequenzen innerhalb eines Audiofrequenzbandes zu unterteilen, aus einer Steuerschaltung 15 zum Abgeben eines Steuersignals A entsprechend einem Teilstereo-Differenzsignal (L-R)_d, das vom zweiten Bandpaßfilter 14 zugeführt wird, und ersten und zweiten Schalterkreisen 16 und 17, deren EIN/AUS-Betrieb durch das Steuersignal A gesteuert wird.

Die Steuerschaltung 15 vergleicht das Teilstereo-Differenzsignal (L-R)_d in dem zugewiesenen Teilband mit einem Bezugspegel V_th entsprechend dem Pegel einer Rauschkomponente des Teilstereo-Differenzsignals (L-R)_d und gibt ein Steuersignal A ab, wenn das Teilstereo-Differenzsignal (L-R)_d kleiner als der Bezugspegel V_th ist. Dieser Steuerkreis 15 kann beispielsweise von einem Komparator gebildet sein, der einen Operationsverstärker verwendet.

Auf Empfang des Steuersignals A wird der erste Schalterkreis 16 geschlossen, um ein Teilverzögerungssignal (L+R)′ durchzulassen, das vom ersten Bandpaßfilter 13 zugeführt wird, und gleichzeitig wird der zweite Schalterkreis 17 geöffnet, um den Durchlaß eines Teilstereo-Differenzsignals (L-R)_d vom zweiten Bandpaßfilter 14 zu verhindern. Diese ersten und zweiten Schalterkreise 16 und 17 können von Schalttransistoren oder dgl. gebildet sein.

Nachfolgend wird die Betriebsweise erläutert.

Ein Stereosummensignal (L+R), das von der Schaltung 2 erzeugt wird, gelangt zu der Verzögerungsschaltung 12 und zur Schaltung 4, und ein Stereo-Differenzsignal (L-R) wird dem zweiten Bandpaßfilter 14 zugeführt.

In der Rauschunterdrückungsschaltung 3A wird ein Verzögerungssignal (L+R)′ von der Verzögerungsschaltung 12 dem ersten Bandpaßfilter 13 zugeführt.

In den ersten und zweiten Bandpaßfiltern 13 und 14 werden das Verzögerungssignal (L+R)′ und das Stereo-Differenzsignal (L-R) in die gleichen Teilfrequenzbänder unterteilt, und ein Teilverzögerungssignal (L+R)_d und ein Teilstereo-Differenzsignal (L-R)_d werden von den ersten und zweiten Bandpaßfiltern 13 und 14 abgegeben.

Wenn der Signalpegel des Teilstereo-Differenzsignals (L-R)_d größer als der Bezugspegel V_th ist, gibt der Steuerkreis 15 kein Steuersignal A ab, so daß der zweite Schalterteil 17 das Teilstereo-Differenzsignal (L-R)_d dem Addierer 10 zuführt und der erste Schalterkreis 16 den Durchlaß des Teilverzögerungssignals (L+R)_d verhindert.

Wenn andererseits der Signalpegel des Teilstereo-Differenzsignals (L-R)_d kleiner als der Bezugspegel V_th ist (d. h. wenn eine Rauschkomponente größer als eine Signalkomponente ist), dann gibt der Steuerkreis 15 ein Steuersignal A ab, um die ersten und zweiten Schalterkreise 16 und 17 umzuschalten. Als Folge davon verhindert der zweite Schalterkreis 17 den Durchlaß des Teilstereo-Differenzsignals (L-R)_d, und der erste Schalterkreis 16 läßt das Verzögerungssignal (L+R)_d zum Addierer 10 durch. Das bedeutet, daß zu diesem Zeitpunkt das Verzögerungssignal (L+R)_d zur Kompensation des Abfalls zugeführt wird obgleich das Teilstereo-Differenzsignal (L-R)_d verloren geht.

Der vorangehende Betrieb wird in jeder der Rauschverarbeitungsschaltungen 11 _-1 bis 11 _-n durchgeführt, so daß ihre Ausgangssignale, d. h. die Teilverzögerungssignale (L+R)_d und/oder die Teilstereo- Differenzsignale (L-R)_d zueinander im Addierer 10 addiert werden. Der Addierer 10 führt das Kompositsignal [(L+R)_d+(L-R)_d] der Schaltung 4 zu, die ein Stereosignal reproduziert. Dieses Kompositsignal bedeutet, daß trotz der Reduzierung der Rauschkomponente durch die Beseitigung der Teilstereo-Differenzsignale (L-R)_d niedrigen Pegels die Verzögerungssignale (L+R)_d den Signalverlust kompensieren. Dementsprechend wird das Kompositsignal auf einen Signalpegel wieder hergestellt, der jenem des ursprünglichen Stereo-Differenzsignals entspricht, das von der Schaltung 2 zugeführt wird.

Fig. 9 zeigt eine siebente Ausführungsform der vorliegenden Erfindung.

Bei dieser Ausführungsform wird in einer Rauschunterdrückungsschaltung 3B der Pegel des Bezugspegelsignals V_th in der Steuerschaltung 15 variabel in Übereinstimmung mit dem Pegel der elektrischen Feldstärke an der Stelle, an der der FM- Tuner installiert ist, gesteuert.

Fig. 9 unterscheidet sich von Fig. 8 dahingehend, daß ein elektrisches Feldstärkesignal SML einem Eingangsanschluß 18 zugeführt wird, um von dort zu jeder Steuerschaltung 15 abgezweigt zu werden. In Fig. 9 sind jene Merkmale, die jenen nach Fig. 8 entsprechen oder äquivalent sind, mit übereinstimmenden Bezugszeichen versehen und brauchen daher nicht nochmals erläutert zu werden.

Bei dieser Ausführungsform hat jeder Steuerkreis 15 einen Signalgenerator (nicht dargestellt) zum Erzeugen eines Bezugspegelsignals V_th, und ein elektrisches Feldstärkesignal SML wird jedem Signalgenerator zugeführt, so daß der Signalgenerator das Bezugspegelsignal V_th in Übereinstimmung mit dem elektrischen Feldstärkesignal SML an einem Bezugseingangsanschluß eines Vergleichsabschnitts erzeugt.

Der Grund für einen solchen Aufbau wird nachfolgend erläutert.

Der Pegel, der in einem Stereo-Differenzsignal (L-R) enthaltenen Rauschkomponenten schwankt in Übereinstimmung mit der elektrischen Feldstärke. Wenn die elektrische Feldstärke gering ist, dann ist der Rauschpegel relativ zum Stereo-Differenzsignal (L-R) hoch, während, wenn die elektrische Feldstärke hoch ist, der Rauschpegel relativ zum Stereo-Differenzsignal (L-R) niedrig ist. Wenn man den Empfangszustand in Bereichen verschiedener elektrischer Feldstärken in Betracht zieht, besteht daher die Möglichkeit, daß der Rauschunterdrückungseffekt unzureichend wird, wenn alle Bezugspegelsignale V_th gleichförmig eingestellt sind. Bei dieser Ausführungsform wird daher das Bezugspegelsignal V_th automatisch in Übereinstimmung mit dem Pegel der elektrischen Feldstärke gesteuert, so daß es möglich ist, eine gewünschte Rauschunterdrückung durch geeignete Einstellung des Bezugspegelsignals V_th zu erzielen.

Nachfolgend wird die Betriebsweise erläutert.

Ein elektrisches Feldstärkesignal SML wird jedem Steuerkreis 15 zugeführt. Der Steuerkreis 15 stellt ein Bezugspegelsignal V_th in Übereinstimmung mit dem zugeführten elektrischen Feldstärkesignal SML ein, vergleicht das Teilstereo-Differenzsignal (L-R)_d mit dem Bezugspegelsignal V_th und führt ein Schaltsteuersignal A den Schalterkreisen 16 und 17 in gleicher Weise, wie in Bezugnahme auf Fig. 8 erläutert, zu, um eine Rauschkomponente zu vermindern und ein Kompositsignal [(L+R)′+(L-R)_d] zu erzielen, das den ursprünglichen Signalpegel aufweist.

Als nächstes zeigt Fig. 10 eine achte Ausführungsform der vorliegenden Erfindung.

An Stelle des Steuerkreises 15 von Fig. 8, der ein Schaltsteuersignal A eines binären Wertes (EIN/AUS) abgibt, wird bei dieser Ausführungsform in einer Rauschunterdrückungsschaltung 3C ein Steuerkreis 19 verwendet, der ein Steuersignal B entsprechend dem Umfang der Abweichung zwischen dem Bezugspegelsignal V_th und dem Teilstereo-Differenzsignal (L-R)_d abgibt, und an Stelle der Schalterkreise 16 und 17 werden variable Pegeleinstellschaltungen 20 und 12 verwendet, die beispielsweise von spannungsgesteuerten Verstärkern oder dgl. gebildet werden, um kontinuierlich und variabel den Umfang des Durchlasses des Verzögerungssignals (L+R)′ und des Teilstereo-Differenzsignals (L-R)_d zu steuern. In Fig. 10 sind solche Merkmale, die mit jenen nach Fig. 8 übereinstimmen oder ihnen äquivalent sind, mit gleichen Bezugszeichen versehen und daher nicht nochmals erläutert.

Der Signalpegel eines durchgelassenen Teilstereo-Differenzsignals (L-R)_d wird daher kontinuierlich und variabel durch die Verwendung der Steuerschaltung 19 und der variablen Pegeleinstellschaltungen 20 und 21 gesteuert, so daß die Pegel der unterdrückten Frequenzkomponenten über sämtliche Teilfrequenzbänder nicht extrem ungleich werden, und es ist daher möglich, jeden unnatürlichen akustischen Eindruck der Signaltrennung zu reduzieren.

Fig. 11 zeigt eine neunte Ausführungsform der vorliegenden Erfindung.

Bei dieser Ausführungsform ist in einer Rauschunterdrückungsschaltung 3D auf der Grundlage der achten Ausführungsform nach Fig. 10 und in gleicher Weise wie bei der siebenten Ausführungsform zur variablen Einstellung der entsprechenden Pegel der Bezugspegelsignale V_th in der Steuerschaltung 19 in Übereinstimmung mit der elektrischen Feldstärke am Installationsort des FM-Tuners ein elektrisches Feldstärkesignal SML vom Eingangsanschluß 18 zu jeder Steuerschaltung 19 abgezweigt. In Fig. 11 sind solche Merkmale, die jenen nach Fig. 10 entsprechen oder äquivalent sind, mit übereinstimmenden Bezugszeichen versehen und werden daher nicht nochmals erläutert. Mit einem solchen Aufbau ist es möglich, eine glattere Steuerung auszuführen, weil es möglich ist, die Bezugspegelsignale V_th in Übereinstimmung mit der elektrischen Feldstärke variabel einzustellen, zusätzlich zu der variablen und kontinuierlichen Steuerung der Teilstereo-Differenzsignale (L-R)_d in Übereinstimmung mit dem Umfang der Abweichung zwischen den Pegeln der Rauschkomponenten, die in den jeweiligen Teilbändern enthalten sind, und den Teilstereo-Differenzsignalen (L-R)_d.

Fig. 12 zeigt eine zehnte Ausführungsform der vorliegenden Erfindung.

Bei dieser Ausführungsform ist in einer Rauschunterdrückungsschaltung 3E ein Dynamikexpander 22 zwischen den Ausgangsanschluß des Addierers 10 und die Schaltung 4 eingefügt. In Fig. 12 sind solche Merkmale, die mit denen nach Fig. 8 übereinstimmen oder ihnen äquivalent sind, mit übereinstimmenden Bezugszeichen versehen und werden daher nicht nochmals erläutert.

Bei dieser Ausführungsform macht es die Einfügung des Dynamikexpanders 22 möglich, die Kanaltrennung zu verbessern und daher den Wahrnehmungs- und Stereoeindruck zu verbessern.

Die Einfügung des Dynamikexpanders 22 ist nicht nur auf die sechste Ausführungsform anwendbar, sondern auch auf die siebenten bis neunten Ausführungsformen, wobei jeweils derselbe Effekt erzielt werden kann.

Claims

1. Vorrichtung zur Rauschunterdrückung in einem FM-Stereotuner, enthaltend:
eine Schaltung (2) zum Erzeugen eines Stereosummensignals (L+R) und eines Stereodifferenzsignals (L-R) aus einem der Schaltung zugeführten Stereomultiplexsignal,
eine Rauschunterdrückungsschaltung (3A; 3B; 3C; 3D; 3E), der das Stereodifferenzsignal (L-R) zugeführt ist und die dieses in eine Mehrzahl von Teilfrequenzbänder aufteilt, die in getrennten Signalkanälen verarbeitet werden,
eine Steuerschaltung (8; 11; 15;16) in jedem Signalkanal, in der der Pegel des zugehörigen Teilfrequenzbandsignals mit einem Bezugssignal (V_th) verglichen und ein vom Ergebnis des Signalvergleichs abhängiges Steuersignal (A; B) erzeugt wird,
eine gesteuerte Schaltung (9; 13) in jedem Signalkanal, die das Teilfrequenzbandsignal in Abhängigkeit von dem Steuersignal (A; B) durchläßt,
eine Summierschaltung (10), die die Ausgangssignale der gesteuerten Schaltungen (9; 13) zu einem Komposit-Stereodifferenzsignal (L-R)′ zusammenfaßt, und
eine Matrixschaltung (4), die aus dem Stereosummensignal (L+R) und dem Komposit-Stereodifferenzsignal (L-R)′ die Stereo-L- und Stereo-R-Signale erzeugt.

2. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Rauschunterdrückungsschaltung (3A; 3B; 3E) in jedem Signalkanal enthält:
ein Bandpaßfilter (BPF) und einen Schalter (9) als die gesteuerte Schaltung, der von dem Steuersignal (A) von der Steuerschaltung (8; 11) des betreffenden Signalkanals nur geschlossen wird, wenn der Pegel des Teilfrequenzsignals über dem Bezugspegel liegt.

3. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Rauschunterdrückungsschaltung (3C; 3D) in jedem Signalkanal enthält:
ein Bandpaßfilter (BPF) und eine Pegeleinstellschaltung (13) als die gesteuerte Schaltung, die von dem Steuersignal (B) von der dem Signalkanal zugeordneten Steuerschaltung (15; 16) verstellbar ist.

4. Vorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die Bezugspegel in Abhängigkeit von der Empfangsfeldstärke des FM-Stereotuners variabel sind.

5. Vorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß zwischen der Summierschaltung (10) und der Matrixschaltung (4) ein Dynamikexpander (14) angeordnet ist.

6. Vorrichtung zur Rauschunterdrückung in einem FM-Stereotuner, enthaltend:
eine Schaltung (2) zum Erzeugen eines Stereosummensignals (L+R) und eines Stereodifferenzsignals (L-R) aus einem der Schaltung zugeführten Stereomultiplexsignal,
eine Rauschunterdrückungsschaltung (3A; 3B; 3C; 3D; 3E), der das Stereosummensignal (L+R) und das Stereodifferenzsignal (L-R) zugeführt sind und die diese in eine Mehrzahl von Teilfrequenzbänder aufteilt, die in getrennten Signalkanälen verarbeitet werden, wobei jedem Teilfrequenzband des Stereosummensignals (L+R) ein entsprechendes gleiches Teilfrequenzband des Stereodifferenzsignals (L-R) zugeordnet ist und das Stereosummensignal - durch eine gemeinsame Verzögerungsschaltung (12) - den zugehörigen Signalkanälen verzögert zugeführt ist,
eine Steuerschaltung (15) in jedem Stereodifferenzsignalkanal, in der der Pegel des zugehörigen Teilfrequenzbandsignals mit einem Bezugspegel (V_th) verglichen und ein vom Ergebnis des Signalvergleichs abhängiges Steuersignal (A; B) erzeugt wird,
eine gesteuerte erste Schaltung (16; 20) in jedem Signalkanal der Stereosummen-Teilsignale, die das Stereosummen-Teilsignal in Abhängigkeit von dem Steuersignal (A; B) durchläßt,
eine gesteuerte zweite Schaltung (17; 21) in jedem Signalkanal der Stereodifferenz-Teilsignale, die das Stereodifferenz-Teilsignal in Abhängigkeit von dem Steuersignal (A; B) unterdrückt,
eine Summierschaltung (10), die die Ausgangssignale aller gesteuerten Schaltungen (16, 17; 20, 21) zu einem Kompositsignal (L-R)′_d+(L+R)′_d zusammenfaßt, und
eine Matrixschaltung (4), der das Stereosummensignal (L+R) unverzögert und das Kompositsignal zugeführt sind und die daraus die Stereo-L- und Stereo-R-Signale erzeugt.

7. Vorrichtung nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, daß die Rauschunterdrückungsschaltung in jedem Signalkanal enthält:
ein Bandpaßfilter (13) in jedem Signalkanal der Stereosummen-Teilsignale und ein Bandpaßfilter (14) in jedem Signalkanal der Stereodifferenz-Teilsignale, einen Schalter (16) als die erste gesteuerte Schaltung in jedem Signalkanal der Stereosummen-Teilsignale, der von dem Steuersignal (A) von der zugehörigen Steuerschaltung (15) geschlossen wird, wenn der Pegel des Stereodifferenz-Teilsignals in dem betreffenden Teilfrequenzband kleiner als der Bezugspegel ist, und einen Schalter (17) als die zweite gesteuerte Schaltung in dem zugehörigen Signalkanal des Stereodifferenz-Teilsignals, der von dem Steuersignal (A) von der zugehörigen Steuerschaltung (15) geöffnet wird, wenn der Pegel des Stereodifferenz-Teilsignals kleiner als der Bezugspegel ist, und umgekehrt.

8. Rauschunterdrückungsschaltung nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, daß die gesteuerten Schaltungen in den Signalkanälen jeweils Pegeleinstellschaltungen (20, 21) sind, die in Abhängigkeit von dem Steuersignal (B) von der dem jeweiligen Signalkanal zugehörigen Steuerschaltung (19) gegensinnig verstellbar sind.

9. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 6 bis 8, dadurch gekennzeichnet, daß die Bezugspegel in Abhängigkeit von der Empfangsfeldstärke des FM-Stereotuners variabel sind.

10. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 6 bis 9, dadurch gekennzeichnet, daß zwischen der Summierschaltung (10) und der Matrixschaltung (4) ein Dynamikexpander (22) angeordnet ist.