DE4111705C2 - Tonsignal-Modulationssystem - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft eine Tonsignal-Modulationseinrichtung gemäß Oberbegriff des Patentanspruches 1.

Aus der US 3,751,601 ist eine gattungsgemäße Vorrichtung zum Abspielen von Kassetten über den Hochfrequenzeingang eines Rundfunkempfängers vorbekannt. Bei der dort gezeigten Vor­ richtung wird das niederfrequente Tonsignal auf einen durch­ stimmbaren Modulator geleitet, wobei der Ausgang des Modulators mit dem Tuner des nachgeschalteten Rundfunkempfängers verbunden ist. Der Modulationsgrad selbst wird fest vorgegeben. Eine Anpassung des Modulators bzw. des niederfrequenten Tonsignal­ teiles der Vorrichtung an die Übertragungseigenschaften des Demodulators und des Niederfrequenzverstärkers im Rundfunk­ empfänger erfolgt jedoch nicht.

Aus Prokott, Ernst; Modulation und Demodulation, 1975, Elitera- Verlag, Berlin, ist es bekannt, wie bei der Rundfunkübertra­ gungstechnik mittels Frequenzmodulation verhindert wird, daß die hohen Signalfrequenzen bei der Modulation gedämpft werden. Gemäß dortiger Lehre wird bei der Rundfunkübertragung sender­ seitig eine entsprechende Höhenanhebung vor dem Frequenzmo­ dulator, zweckmäßigerweise durch einen Hochpaß, vorgenommen. Durch die sogenannte Preemphasis wird für alle Frequenzen des zu übertragenden Bandes ein annähernd gleicher Phasenhub und damit ein etwa gleiches Signal/Rausch-Verhältnis gewährleistet. Die senderseitige Preemphasis wird empfängerseitig durch einen entsprechend dimensionierten Tiefpaß wieder rückgängig gemacht. Dies wird, wie allgemein bekannt, als Deemphasis bezeichnet.

Die US 4,207,527 zeigt einen speziellen Audioprozessor für ein FM-Stereosystem, welcher eine Spitzenwertbegrenzungsschaltung aufweist, um eine Übermodulation zu verhindern. Im einzelnen wird dort das geklippte Signal regelseitig überprüft und eine Modulation in Abhängigkeit von den Intensitätsunterschieden, bezogen auf die Eingangs- und Ausgangsseite eines sogenannten Peak-Klippers, durchgeführt. Eine Überprüfung der zusammen­ gesetzten Ausgangspegel des Modulators hinsichtlich des Modu­ lationsgrades zur Verhinderung einer Übermodulation erfolgt nicht.

Aus der DE 38 42 417 A1 ist eine Einrichtung zur Information des Fahrers eines Kraftfahrzeuges unter Nutzung eines digitalen Sprachspeichers bekannt. Gemäß DE 37 35 487 A1 wurde bereits vorgeschlagen, zwischen einem Audio-Eingangsanschluß und einem Audio-Ausgangsanschluß eine variable Preemphasis/Deemphasis- Schaltung anzuordnen, wobei eine Pegelanpassung unter Nutzung eines speziellen Signalfilters vorgenommen wird.

Der erwähnte Stand der Technik zeichnet sich zusammenfassend dadurch aus, daß in den Verbindungsleitungen einer Audioquelle, z. B. einem Anhebungskreis, Pegelbegrenzungsschaltungen vorge­ sehen sind, die von vornherein bei Überschreiten eines vorein­ stellbaren Wertes eine eingangsseitige Begrenzung der Signale vornehmen, die auf den Stereomodulator gelangen. Eine derartige eingangsseitige Begrenzungsschaltung ohne Erfassung des tat­ sächlichen Modulationsgrades führt jedoch zu einer extrem eingeschränkten Dynamik, die bei der Wiedergabe hochwertiger Audioaufzeichnungen von großem Nachteil ist.

Es ist daher Aufgabe der Erfindung, ein Tonsignal-Modula­ tionssystem für ein Audiosystem anzugeben, welches ohne einen eigenen niederfrequenten Wiedergabeteil über eine Tonsignal-HF- Modulation im Zusammenwirken mit einem bereits vorhandenen Tuner eines Rundfunkempfängers in der Lage ist, das volle Auf­ zeichnungsspektrum und die Dynamik der Wiedergabeeinrichtung voll auszuschöpfen.

Die Lösung der Aufgabe der Erfindung erfolgt mit einem Gegen­ stand, wie er mit den Merkmalen des Patentanspruches 1 beschrieben ist, wobei der Unteranspruch mindestens eine zweckmäßige Ausgestaltung und Weiterbildung umfaßt.

Die Erfindung wird nachstehend anhand der Beschreibung von Ausführungsbeispielen und unter Bezugnahme auf die beiliegenden Zeichnungen näher erläutert. Die Zeichnungen zeigen in:

Fig. 1 ein Schema eines Kraftfahrzeug-Audiosystems, das eine Tonsignal-Modulationseinrichtung nach der Erfindung verwendet;

Fig. 2 eine Vorderansicht eines Gerätegehäuses des Systems;

Fig. 3 ein Blockschaltbild der Tonsignal-Modulationsein­ richtung:

Fig. 4 einen in der Tonsignal-Modulationseinrichtung ver­ wendeten automatischen Austastkreis;

Fig. 5 einen in der Einrichtung verwendeten Anhebungskreis;

Fig. 6a bis 6c Diagramme, die die Auswirkung des Anhebungskreises zeigen; und

Fig. 7 und 8 Beispiele von Fernsteuerungen.

Gemäß den Fig. 1 und 3 hat eine Tonsignal-Modulationseinrich­ tung 1 einen Antennenanschluß 2, einen HF-Ausgang 3 und einen Audioeingang 6. Der Antennenanschluß 2 ist an eine Antenne 4 eines Kraftfahrzeugs über Leitungen 2a und 2b sowie einen Steckverbinder 2c angeschlossen, und der HF-Ausgang 3 ist an einen Antennenanschluß eines FM-Tuners 5 über Leitungen 3a und 3b sowie einen Steckverbinder 3c angeschlossen. Der Audioein­ gang 6 ist mit einem Ausgangsanschluß eines Multi-CD-Players 8 über Koaxialkabel 9a und 9b und Steckverbinder 9c und 9d verbunden. Ferner sind mit der Tonsignal-Modulations­ einrichtung 1 eine Primärleitung 6a für Zubehör, ein Massekabel 6b und ein Netzkabel 6c verbunden. Der Multi-CD-Players 8 hat ein Magazin, das eine Vielzahl von CD′s enthält.

Fig. 2 zeigt die Gerätevorderseite der Tonsignal-Modulations­ einrichtung 1. Die Einrichtung hat eine Löschtaste 10a, einen Modulationsgrad-Stellknopf 10b, einen HF-Einstellschalter 10c und einen Kanalwähler 10d. Der Modulationsgrad-Stellknopf 10c dient der Lautstärkeeinstellung und der Verringerung des Modulationsgrads zum Zweck der Verzerrungsminderung. Der HF- Einstellschalter 10c dient der Einstellung von hohen Tönen.

Die Tonsignal-Modulationseinrichtung 1 erzeugt zwei HF-Signale mit verschiedenen Frequenzen, z. B. 76,4 MHz und 76,9 MHz, die von den Frequenzen der FM-Rundfunkübertragung verschieden sind. Der Kanalwähler 10d dient der Wahl eines der Kanäle CH1 und CH2, um eine CD-Plattenwiedergabe mit geringerer Störung zu wählen.

Gemäß Fig. 3 hat die Tonsignal-Modulationseinrichtung 1 einen Sprachsyntheseteil 11 zur Erzeugung von Sprachinformationen, einen automatischen Austastkreis 12, der das Toneingangssignal während der Sprachinformation austastet, einen Anhebungskreis 13, einen Stereomodulator 14 als Frequenzmodulationskreis, einen automatischen Pegelregler 15, einen FM-Frequenzwähler 16, einen HF-Signalumschalter 17 und eine Steuerung 18.

Der Sprachsyntheseteil 11 erzeugt aufgrund eines Steuersignals von der Steuerung 18 Sprachinformationen in bezug auf die Nummer einer ausgewählten CD im Magazin, die CD- Anzahl usw., und zwar auf Japanisch und Englisch.

Nach Fig. 4 umfaßt der automatische Austastkreis 12 ein Paar von Transistoren Tr1 und Tr2, die eine linke Tonsignalleitung L und eine rechte Tonsignalleitung R miteinander verbinden, mit den Transistoren in Reihe geschaltete Regelwiderstände R1, R4, mit den Basiselektroden beider Transistoren verbundene Wider­ stände R2, R3 und eine Diode D zum Anlegen eines Steuersignals von der Steuerung 18 an beide Transistoren Tr1 und Tr2.

Bei der FM-Rundfunkübertragung werden die hohen Tonfrequenzen angehoben. Infolgedessen hat der FM-Tuner 5 einen Entzerrungs­ kreis zum Erhalt eines linearen Frequenzgangs. Zur Anpassung an den Entzerrungsbetrieb des FM-Tuners 5 hat das System 1 den Anhebungskreis 13. Wie Fig. 5 zeigt, umfaßt der Anhebungskreis 13 Kondensatoren C1 und C2 und einen Widerstand Rp, die mit der linken und der rechten Tonsignalleitung L und R parallelge­ schaltet sind, und den HF-Einstellschalter 10c. Der Kondensator C2 ist für eine normale Anhebung vorgesehen, und der Konden­ sator C1 ist zur Anpassung an die Entzerrung des FM-Tuners 5 vorgesehen. Wenn der HF-Einstellschalter 10c geschlossen wird, erhöht sich die Zeitkonstante von z. B. 75 µs auf 150 µs. In Fig. 6a zeigt eine Kurve A einen normalen Anhebungsverlauf, und eine Kurve B zeigt einen durch den Kondensator C1 erhöhten Anhebungsverlauf. Fig. 6b zeigt einen Entzerrungsverlauf des FM-Tuners 5. Damit wird gemäß Fig. 6c ein linearer Frequenzgang erreicht.

Der Stereomodulator 14 moduliert ein HF-Signal mit dem Ton­ signal von der CD in eine HF-Signal, das vom FM-Tuner 5 empfangen wird.

Wenn der Modulationsgrad des Stereomodulators 14 aber 100% übersteigt, werden Verzerrungen erzeugt. Der automatische Pegelregler 15 detektiert den Pegel des zusammengesetzten Signals vom Stereomodulator 14 und regelt das Eingangssignal des Stereomodulators so, daß der Modulationsgrad nicht über 100% hinausgehen kann. Bevorzugt wird der Modulationsgrad auf 70-80% begrenzt.

Der FM-Frequenzwähler 16 wählt aufgrund der Betätigung des Kanalwählers 10d eine der Frequenzen 76,4 MHz oder 76,9 MHz aus.

Der HF-Signalumschalter 17 dient der Umschaltung des HF- Ausgangssignals des Systems auf CD-Wiedergabe oder FM- Rundfunkübertragung. Die Steuerung 18 aktiviert den automati­ schen Austastkreis 12 und den HF-Signalumschaltteil 17 aufgrund eines Befehls von einer Fernsteuerung 7 (Fig. 1).

Nach Fig. 7 hat die Fernsteuerung 7 eine Aufwärts/Abwärtstaste 7a zur Erhöhung bzw. Verringerung der Spurnummer der zu wählenden CD eine Sprachumschalttaste 7b zur Wahl von z. B. japanischen oder englischen Informationen, eine CD-Wähl­ taste 7c zur Wahl einer der im Magazin befindlichen CD′s, eine Netzanzeige 7d und einen Ein/Aus-Schalter 7e.

Fig. 8 zeigt ein weiteres Beispiel der Fernsteuerung 7. Diese hat ein Flüssigkristallanzeigefeld 7f zur Anzeige der ausge­ wählten CD, der Spurnummer usw. und eine Betriebsarttaste 7g zur Wahl einer Wiederholung, einer willkürlichen oder einer normalen Wiedergabe.

Wenn im Gebrauch eine der CD′s und die Spurzahl durch Betätigung der Aufwärts/Abwärts-Taste 7a und der CD-Wähl­ taste 7c ausgewählt werden, werden die ausgewählte CD- Nummer und Spurzahl auf Japanisch oder Englisch mitgeteilt. Das Tonsignal vom Multi-CD-Player 8 wird dem Anhebungskreis 13 durch den automatischen Austastkreis 12 zugeführt unter Anhebung eines HF-Bereichs. Wenn eine Verzerrung erzeugt ist, wird der HF-Einstellschalter 10c geöffnet zur Wahl des nor­ malen Anhebungsverlaufs A von Fig. 6a, oder der Modulations­ grad-Stellknopf 10b wird in eine MIN-Position gebracht, um den Modulationsgrad zu verringern, wodurch die Verzerrung verringert wird.

Das angehobene Tonsignal wird moduliert und vom FM-Tuner 5 empfangen. Der automatische Pegelregler 15 verhindert einen Anstieg des Modulationsgrads über 100%. Der FM-Frequenzwähler 16 wählt eine der Frequenzen 76,4 MHz bzw. 76,9 MHz ent­ sprechend der Wahl durch den Kanalwähler 10d aus. Das HF-Signal mit der gewählten Frequenz wird dem FM-Tuner 5 durch den HF- Signalumschalter 17 zugeführt.

Wenn während der Wiedergabe einer CD die Aufwärts/Ab­ wärts-Taste 7a und/oder die CD-Wähltaste 7c betätigt werden, erzeugt die Fernsteuerung 7 ein Signal, das der Steuerung 18 zugeführt wird. Die Steuerung 18 führt dem automatischen Austastkreis 12 ein Steuersignal zu, das die Transistoren Tr1 und Tr2 leitend macht. Somit werden die Leitungen L und R kurzgeschlossen, um das darauf erzeugte Tonsignal zu reduzieren. Andererseits erzeugt der Sprachsyn­ theseteil 11 aufgrund des Steuersignals eine Sprachinformation über die Tastenbetätigung. Somit wird die auf dem Tonsignal basierende Lautstärke verringert, so daß die Sprachinformation vom Sprachsyntheseteil 11 deutlich hörbar ist. Durch Verstellen der Widerstandswerte der Regelwiderstände R1 und R4 ist die Lautstärke verstellbar.

Wenn ferner während der Wiedergabe der CD die Sprach­ umschalttaste 7b betätigt wird, erzeugt der Sprachsyntheseteil 11 Informationen über die Nummer und die Spurzahl der gerade abgespielten CD.

Die vorstehende Beschreibung betrifft zwar das Abspielen von CD-Platten, aber in dem System nach der Erfindung kann auch ein anderer Aufzeichnungsträger wie etwa ein Kassettenabspielgerät verwendet werden. Außerdem kann die Erfindung nicht nur bei Fahrzeug-Stereoanlagen, sondern auch bei anderen Audiosystemen angewandt werden.

Claims (2)

1. Tonsignal-Modulationssystem für ein Audiosystem mit einem FM-Tuner (5) mit einem Deemphasis-Kreis, einer Aufzeichnungs­ träger-Wiedergabeeinrichtung (8), einem Stereomodulator (14) zur Modulation eines HF-Signals mit einem einen linken und einen rechten Kanal aufweisenden Tonsignal von der Aufzeich­ nungsträger-Wiedergabeeinrichtung (8), um ein Signal zu erzeu­ gen, das vom FM-Tuner (5) empfangen und wiedergegeben werden kann, dadurch gekennzeichnet, daß ein Pegelregler (15) zur automatischen Steuerung des Pe­ gels des Tonsignals, welches dem Stereomodulator (14) zuge­ führt wird, vorgesehen ist, um

• a) den Pegel des zusammengesetzten Ausgangssignals des Stereomodulators (14) zu detektieren und
• b) ein Steuersignal dem Stereomodulator zuzuführen, so daß die Modulationsrate einen vorgegebenen Pegel nicht über­ steigt.

2. Tonsignal-Modulationssystem nach Anspruch 1, gekennzeichnet durch einen Preemphasis-Kreis (13) zur Anhebung hoher Frequenzen des Tonsignales, wobei der Preemphasis-Kreis (13)

• a) einen Normal-Anhebungskreis aufweist, um den Pegel des Tonsignales in einem Frequenzbereich auf einen ersten Pe­ gel anzuheben und
• b) weiterhin einen Erhöhungs-Anhebungskreis aufweist, um den Pegel des Tonsignales auf einen zweiten Pegel, der über dem ersten Pegel liegt, anzuheben.