DE4239758C2 - Verfahren und Schaltungsanordnung zur Störsignalunterdrückung in FM-Empfängern - Google Patents

Description

Die vorliegende Erfindung betrifft ein Verfahren zur automatischen Störunterdrückung für einen FM-Empfänger, insbesondere für Rundfunkempfänger in Fahrzeugen sowie eine Schaltungsanordnung zur Durchführung des erfin­ dungsgemäßen Verfahrens.

Der Empfang von UKW-Rundfunksendern in Fahrzeugen ist vielfach durch Störerscheinungen verschiedener Art be­ einträchtigt. Zu den bekannten Störerscheinungen zählen beispielsweise Mehrwegeempfang, Zündstörungen und Nach­ barkanalstörungen. Zur Verminderung solcher Störungen sind eine Reihe von Verfahren bekannt.

Zur Beseitigung von Zündstörungen, die beim Empfang von UKW-Signalen in Fahrzeugen auftreten, dient eine soge­ nannte Störaustastung. Eine derartige automatische Störunterdrückung setzt elektronische Unterscheidung zwischen gewünschtem Musik- oder Sprachsignal und unge­ wünschtem Störsignal voraus. Schaltungen zur Störausta­ stung sind im allgemeinen so ausgebildet, daß sie über Bewertungsfilter Zündstörimpulse erkennen und daraus ein Schaltsignal ableiten, das die Zündstörung im Nie­ derfrequenzteil ausblendet. Um ein korrektes Ausblenden solcher Störungen zu erzielen, muß die Erkennung und Bewertung der Störung, die zeitliche Verzögerung und Länge des Ausblendimpulses aufeinander abgestimmt sein. Die Signale zur Erkennung der Zündstörung können entwe­ der über den FM-Demodulatorausgang (vgl. Radio Mentor Elektronik, Jahrgang 41, 1975, Heft 9, Seite 362) oder über das Feldstärkesignal aus dem Zf-Verstärker gewon­ nen werden. Auch die Kombination beider Methoden werden gelegentlich verwendet.

Ein weiteres Verfahren ist aus der Druckschrift WO 89 12 353 bekannt. Dort wird zur Unterdrückung von Nachbarkanalstörungen die Zwischenfrequenzbandbreite des Zf-Verstärkers reduziert. Ein entsprechender FM- Empfänger enthält Mitlauffilter im Zf-Signalweg, deren Mittenfrequenz der Augenblicksfrequenz des Zwischenfre­ quenzsignals folgt. Bei diesem bekannten Verfahren wird bei Auftreten von Nachbarkanalstörungen die Bandbreite des Mitlauffilters, das aus mehreren Einzelfiltern be­ stehen kann, entsprechend dem Grad der Störung in Stu­ fen reduziert, wodurch die Auswirkung der Nachbarkanal­ störung weitgehend vermieden wird. Bei diesem Verfahren wird eine Störerkennungsschaltung verwendet, die das Ausmaß der Nachbarkanalstörung erkennt und daraus ein Erkennungssignal erzeugt. Über eine Steuerlogik wird dieses Erkennungssignal bewertet und daraus die Steuer­ signale für die Bandbreiteumschaltung der Mitlauffilter abgeleitet.

Das Grundprinzip einer solchen Empfängerschaltung gemäß der Druckschrift WO 89 12 353 ist in der Fig. 1 darge­ stellt. Hiernach wird über eine Antenne 2 das Empfangs­ signal von einer Eingangsschaltung 1 in ein vorselek­ tiertes Zf-Signal umgesetzt und einer Schaltungsanord­ nung 3 zugeführt. Dort wird unter Verwendung von Mit­ lauffiltern das Zf-Signal weiter selektiert, verstärkt und anschließend frequenzdemoduliert. Das am Ausgang der Schaltungsanordnung 3 zur Verfügung stehende MPX- Signal wird über eine Leitungsverbindung 4 von einem Stereodecoder 5 in die Stereosignalkomponenten L und R decodiert.

Eine Störerkennungsschaltung 13 hat die Aufgabe, die Nachbarkanalstörungen über die Leitungsverbindung 14 festzustellen und über die Leitungsverbindung 15 zur Schaltungsanordnung 3 die Filterbandbreite der Mitlauf­ filter zu steuern. Die Filterbandbreite wird hierbei in Abhängigkeit von der Nachbarkanalbelastung, vorzugswei­ se in Stufen eingestellt. Tritt beispielsweise eine zu­ nehmende Nachbarkanalbelastung auf, wird die Bandbreite des Mitlauffilters in Stufen reduziert. Ein Mikropro­ zessor 8 steuert u. a. die Empfangsfrequenz des Empfän­ gers. Hierzu wird die Information über die einzustel­ lende Empfangsfrequenz über eine Leitungsverbindung 9 einer Phasenregelschaltung (PLL-Schaltung) 10 zuge­ führt, die ihrerseits die Frequenz des Empfängeroszil­ lators in der Eingangsschaltung 1 über eine Leitungs­ verbindung 11 bestimmt und über eine Leitungsverbindung 12 entsprechend einstellt.

Die Aufgabe der Erfindung besteht darin, ein Verfahren zur automatischen Störunterdrückung in FM-Empfängern, insbesondere für Empfänger in Fahrzeugen, anzugeben, das die Vorteile einer Störaustastung als auch diejeni­ gen Vorteile des oben beschriebenen Verfahrens der Re­ duzierung der Zf-Bandbreite in Abhängigkeit von Emp­ fangsstörungen nutzt.

Hierbei tritt insbesondere das Problem auf, daß Störunterdrückungsschaltungen auch auf Nachbarkanal­ störungen und Mehrwegeempfang reagieren, da solche Störungen vielfach ein ähnliches Störspektrum wie Zündstörimpulse erzeugen. Im Falle eines FM-Empfängers mit variabler Zf-Bandbreite, ist die Gefahr, daß Nachbarka­ nalsignale über die Störaustastschaltung zusätzliche Störungen verursachen, deshalb größer, weil wesentlich stärkere Nachbarkanalbelastungen auf­ treten dürfen als bei herkömmlichen Empfängern. Für den praktischen Empfangsbetrieb bedeutet dies, daß bei stärkeren Nachbarkanalstörungen das Empfängerkonzept mit umschaltbarer Zf-Bandbreite diese Störungen zwar unterdrückt, aber dafür neue Störungen durch die Störaustastschaltung hinzukommen. Mit dem erfindungsgemäßen Verfahren soll daher insbeson­ dere dieses Problem gelöst werden.

Diese Aufgabe wird gemäß der Erfindung durch die Merkmale der Patentan­ sprüche 1 oder 2 gelöst.

Das erfindungsgemäße Verfahren betrifft somit einen FM-Empfänger, bei dem eine Störerkennungsschaltung eine Unterscheidung zwischen Nutzsi­ gnal und unerwünschtem Störsignal, insbesondere Zündstörungen vor­ nimmt und nach einer mittels Filter durchgeführten Bewertung dieses Stör­ signals dasselbe aus dem Nutzsignal mittels eines Ausblendsignals ausblen­ det. Ferner ist ein Zf-Verstärker vorgesehen, dessen Bandbreite in Abhängig­ keit von Störsignalen, deren Frequenzen außerhalb des Nutzkanals liegen, mit zunehmendem Verhältnis der Störfeldstärke der Störsignale zur Nutz­ feldstärke des Nutzsignals auf abnehmende Bandbreite umgeschaltet wird. Schließlich wird in die Bewertung des Störsignals durch die Störaustastschal­ tung als zusätzliches Kriterium die im Moment der detektierten Störung ein­ gestellte Zf-Bandbreite derart miteinbezogen, daß mit abnehmender Zf- Bandbreite des Zf-Verstärkers die Ansprechempfindlichkeit der Störausta­ stung reduziert oder die Störaustastung unterbrochen wird. Eine weitere Lösung besteht darin, daß mit abnehmender Zf-Bandbreite die zeitliche Ver­ zögerung und/oder die Länge der Ausblendsignale vergrößert wird.

Eine Schaltungsanordnung zur Durchführung des erfindungsgemäßen Ver­ fahrens ist Gegenstand der Patentansprüche 3 bis 7.

Im folgenden wird eine Ausführungsform der Erfindung anhand der Zeich­ nung beschrieben. Es zeigen:

Fig. 1 ein Blockdiagramm eines bekannten FM-Empfängers mit einer umschaltbaren Zf-Bandbreite und

Fig. 2 ein Blockdiagramm eines FM-Empfängers gemäß der Erfindung.

Die Fig. 1 wurde schon im Zusammenhang mit der Erläu­ terung des Standes der Technik beschrieben.

In Fig. 2 sind mit den Bezugszeichen 1, 2, 3, 8, 10 und 13 eine Eingangsschaltung mit einer Antenne, eine einen Zf-Verstärker mit Mitlauffilter umfassende Schal­ tungsanordnung, ein Mikroprozessor, eine PLL-Schaltung sowie eine Störerkennungsschaltung bezeichnet. In ihrer Funktion entsprechen diese Schaltungsteile derjenigen der Fig. 1, und werden somit an dieser Stelle nicht mehr beschrieben.

Das am Ausgang der Schaltungsanordnung 3 zur Verfügung stehende frequenzdemodulierte Signal wird über eine Leitung 4a einer Störaustastschaltung 6 zugeführt und anschließend über eine Leitung 7 an einen Stereodecoder 5 weitergeleitet. Eine weitere Verbindung 4b zwischen der Schaltungsanordnung 3 und der Störaustastschaltung 6 deutet an, daß zur Störsignalauswertung die Signal­ feldstärke verwendet werden kann.

Der Zustand der jeweils eingestellten Zf-Filterband­ breite in der Schaltungsanordnung 3 wird von der Stör­ erkennungsschaltung 13 über eine Leitungsverbindung 16 der Bewertungsschaltung 17 und anschließend über eine Leitungsverbindung 18 der Störaustastschaltung 6 mitge­ teilt und entsprechend der Bewertung deren Ansprechemp­ findlichkeit reduziert. Die Bewertung führt die Bewer­ tungsschaltung 17 durch, die die im allgemeinen impuls­ artigen über die Leitungsverbindung 16 zugeführten Si­ gnale vor der Weitergabe an die Störaustastschaltung 6 bewertet. Die Bewertung kann hierbei darin bestehen, daß nur bestimmte Zustände der Bandbreite von der Be­ wertungsschaltung 17 berücksichtigt werden und/oder die Bewertung nach Häufigkeit der auftretenden Zf-Bandbrei­ teumschaltungen erfolgt. Auf diese Weise läßt sich das System auf die praktischen Anforderungen im Feld opti­ mal anpassen.

Die Erkennungssignale für die Filterbandbreite und die Häufigkeit des Auftretens geringer Zf-Filterbandbreiten kann beispielsweise auch aus den Umschaltsignalen, die über die Leitungsverbindung 15 der Schaltungsanordnung 3 zugeführt werden, abgeleitet werden.

Anstatt die Information über den Zustand der jeweiligen Zf-Filterbandbreite über die Bewertungsschaltung 17 der Störaustastschaltung 6 zuzuleiten, kann dies auch über eine direkte Leitungsverbindung 19 zur Störaustast­ schaltung 6 erfolgen, wobei dann die Bewertungsschal­ tung entfällt. Über diese Leitungsverbindung 19 wird die Zeitverzögerung und/oder die Ausblendzeit der Stör­ austastschaltung 6 derart verändert, daß mit abnehmen­ der Zf-Bandbreite die Zeitverzögerung der Ausblendung und/oder die Ausblendzeit entsprechend vergrößert wird. Hierzu ist eine entsprechende Ausbildung der Störaus­ tastschaltung 6 erforderlich, die beispielsweise durch bekannte Mittel der analogen und/oder digitalen Schal­ tungstechnik ausgeführt werden kann.

Entgegen der Fig. 2 kann die Störaustastschaltung 6 auch nach dem Stereodecoder 5 eingesetzt werden.

Da auch Mehrwegeempfang zum Fehlverhalten der Störaus­ tastschaltung 6 beiträgt, werden die in einer weiteren Störerkennungsschaltung 13' erzeugten Erkennungssignale für Mehrwegeempfang ausgewertet und als weiteres Krite­ rium für die Ansprechempfindlichkeit bzw. Wirksamkeit der Störaustastschaltung 6 herangezogen. Hierzu wird gemäß Fig. 2 ein Steuersignal über eine Verbindungs­ leitung 20a der Störaustastschaltung 6 zugeführt.

Während der detektierten Mehrwegeempfangsstörungen kann bei Filterbandbreiten, die eine Stereoübertragung er­ lauben, der Stereodecoder 5 auf Monobetrieb umgeschal­ tet werden. Dies erfolgt gemäß Fig. 2 über eine Ver­ bindungsleitung 20b von der Störerkennungsschaltung 13' zum Stereodecoder 5. Hierzu stehen bei den gebräuchli­ chen Stereodecodersystemen Steuereingänge zur Verfü­ gung, denen das entsprechende Erkennungssignal zuge­ führt werden kann. Diese Maßnahme bewirkt, daß die Ag­ gressivität der Mehrwegeempfangsstörung drastisch redu­ ziert wird.

Claims (7)

1. Verfahren zur automatischen Störunterdrückung für einen FM-Empfän­ ger, insbesondere für einen Empfänger in Fahrzeugen, bei dem eine Stör­ austastschaltung eine Unterscheidung zwischen Nutzsignal und unerwünsch­ tem Störsignal, insbesondere von Zündstörungen vornimmt und nach einer mittels Filter durchgeführten Bewertung eines solchen Störsignals dieses aus dem Nutzsignal mittels eines Ausblendsignales ausgeblendet wird, mit folgenden Merkmalen:

• a) es ist ein Zf-Verstärker vorgesehen, dessen Bandbreite in Abhängig­ keit von solchen Störsignalen, deren Frequenzen außerhalb des Nutz­ kanals liegen, insbesondere Nachbarkanalsignale und Mehrwegeemp­ fangssignale, mit zunehmendem Verhältnis der Störfeldstärke dieser Störsignale zur Nutzfeldstärke des Nutzsignals auf abnehmende Band­ breite umgeschaltet wird und
• b) in die von der Störaustastschaltung durchgeführte Bewertung des Störsignals wird als zusätzliches Kriterium die im Moment der detek­ tierten Störung eingestellte Zf-Bandbreite derart miteinbezogen, daß
  • 1. mit abnehmender Bandbreite des Zf-Verstärkers die Ansprechemp­ findlichkeit der Störaustastschaltung reduziert wird, oder
  • 2. bei abnehmender Bandbreite des Zf-Verstärkers die Störaustastung unterbrochen wird.

2. Verfahren zur automatischen Störunterdrückung für einen FM-Empfän­ ger, insbesondere für einen Empfänger in Fahrzeugen, bei dem eine Stör­ austastschaltung eine Unterscheidung zwischen Nutzsignal und unerwünsch­ tem Störsignal, insbesondere von Zündstörungen vornimmt und nach einer mittels Filter durchgeführten Bewertung eines solchen Störsignals dieses aus dem Nutzsignal mittels eines Ausblendsignales ausgeblendet wird, mit folgenden Merkmalen:

• a) es ist ein Zf-Verstärker vorgesehen, dessen Bandbreite in Abhängig­ keit von solchen Störsignalen, deren Frequenzen außerhalb des Nutz­ kanals liegen, insbesondere Nachbarkanalsignale und Mehrwegeemp­ fangssignale, mit zunehmendem Verhältnis der Störfeldstärke dieser Störsignale zur Nutzfeldstärke des Nutzsignals auf abnehmende Band­ breite umgeschaltet wird und
• b) in die von der Störaustastschaltung durchgeführte Bewertung des Störsignals wird als zusätzliches Kriterium die im Moment der detek­ tierten Störung eingestellte Zf-Bandbreite derart miteinbezogen, daß mit abnehmender Bandbreite des Zf-Verstärkers die zeitliche Verzö­ gerung und/oder die Länge der Ausblendsignale vergrößert wird.

3. Schaltungsanordnung zur Durchführung des Verfahren nach Anspruch 1, wobei der FM-Empfänger folgende Merkmale aufweist:

• a) es ist eine FM-Eingangsschaltung (1) zur Umsetzung eines Antennen­ signals in ein vorselektiertes Zf-Signal vorgesehen,
• b) das vorselektierte Zf-Signal wird einer Schaltungsanordnung (3) mit Mitlauffilter zur weiteren Selektion und sich daran anschließender Frequenzdemodulation zugeführt,
• c) es ist eine Störerkennungsschaltung (13) zur Detektion von Nachbar­ kanalstörungen sowie zur Einstellung der Filterbandbreite der Mitlauffilter vorgesehen
• d) es ist eine Störaustastschaltung (6) vorgesehen, der die Information über die augenblicklich eingestellte ZF-Bandbreite von der Störerken­ nungsschaltung (13) zugeführt wird.
• e) ein Mikroprozessor (8) steuert über eine Phasenschaltung (10) die Empfangsfrequenz der Eingangsschaltung (1) und
• f) schließlich dient eine Bewertungsschaltung (17) zur Bewertung der ihr von der Störerkennungsschaltung (13) zugeführten Störsignalinfor­ mationen sowie zur Steuerung der Störaustastschaltung (6).

4. Schaltungsanordnung zur Durchführung des Verfahrens nach Anspruch 2, wobei der FM-Empfänger folgende Merkmale aufweist:

• a) es ist eine FM-Eingangsschaltung (1) zur Umsetzung eines Antennen­ signals in ein vorselektiertes Zf-Signal vorgesehen,
• b) das vorselektierte Zf-Signal wird einer Schaltungsanordnung (3) mit Mitlauffilter zur weiteren Selektion und sich daran anschließender Frequenzdemodulation zugeführt,
• c) es ist eine Störerkennungsschaltung (13) zur Detektion von Nachbar­ kanalstörungen sowie zur Einstellung der Filterbandbreite der Mitlauffilter vorgesehen,
• d) es ist eine Störaustastschaltung (6) vorgesehen, der die Information über die augenblicklich eingestellte Zf-Bandbreite von der Störerken­ nungsschaltung (13) zugeführt wird und die eine Signalverzögerungs­ schaltung zur zeitlichen Verzögerung und/oder Verbreiterung der Ausblendsignale umfaßt und
• e) schließlich steuert ein Mikroprozessor (8) über eine Phasenregelschal­ tung (10) die Empfangsfrequenz der Eingangsschaltung (1),

5. Schaltungsanordnung nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß die Signalverzögerungsschaltung digital oder analog aufgebaut ist.

6. Schaltungsanordnung nach einem der Ansprüche 3 bis 5, dadurch gekenn­ zeichnet, daß eine weitere Störerkennungsschaltung (13') zur Detektion von Mehrwegeempfangssignalen vorgesehen ist und daß diese derart ausgebil­ det ist, daß bei einer Detektion von Mehrwegeempfang Erkennungssignale der Störaustastschaltung (6) zugeführt werden.

7. Schaltungsanordnung mit einem Stereodecoder (5) nach einem der An­ sprüche 3 bis 6, dadurch gekennzeichnet, daß während der Detektion von Mehrwegeempfang durch die Störerkennungsschaltung (13') der Stereode­ coder (5) auf Monobetrieb arbeitet.