DE4303903A1 - Funkempfänger zum Einseitenbandempfang zweiseitenband-amplitudenmodulierter Sender mit Entstör-Kompensation seitenbandüberlappender frequenzbenachbarter Sender - Google Patents
Funkempfänger zum Einseitenbandempfang zweiseitenband-amplitudenmodulierter Sender mit Entstör-Kompensation seitenbandüberlappender frequenzbenachbarter SenderInfo
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Description
Der nachstehend beschriebene Funkempfänger dient dem
Einseitenbandempfang von zweiseitenband-amplitudenmodulierten
Sendern im Kurz-, Mittel- und Langwellenbereich, vorzugsweise
im Kurzwellenbereich. Ein Umschalter im entsprechenden
Empfängerteil bietet dabei eine Wahlmöglichkeit für den Empfang
des oberen oder aber des unteren Seitenbandes. Mittels des
Umschalters kann dasjenige der beiden Seitenbänder zum Empfang
gewählt werden, welches durch seitenbandüberlappende
frequenzbenachbarte Sender weniger oder gar nicht gestört ist.
Gerade im Kurzwellenbereich sind solche störenden
Seitenbandüberlappungen recht häufig, während im Mittel- und
Langwellenbereich das Frequenzraster 9 kHz ausreicht und seit
der Einführung des Genfer Wellenplans 1978 die Sendestationen
weitgehend Disziplin üben. Im Kurzwellenbereich liegt das
Frequenzraster hingegen nur bei 5 kHz.
Der genannte wählbare Einseitenbandempfang
zweiseitenbandmodulierter Sender ist bei den
"Kurzwellen-Weltempfängern", die zum Markt der
Unterhaltungselektronik gehören, nicht generell
verwirklicht - man muß schon sagen: seltsamerweise nicht
generell verwirklicht - obwohl nach dem Stand der Technik
möglich.
Der nachstehend beschriebene Funkempfänger geht noch einen
Schritt weiter. Gemäß der DE 40 38 405 C2 und der
korrespondierenden PCT/DE 91/00929, die auf den Anmelder
zurückgehen, wird nach Wahl des weniger gestörten Seitenbandes
(sofern dieses gestört ist) eine neuartige Störbefreiung
vorgenommen, die nicht bandbeschneidend ist
(Entstör-Kompensation).
Daß der wählbare Einseitenbandempfang bei den
Kurzwellen-Weltempfängern nicht allgemein üblich ist, hat nach
Meinung des Anmelders zwei Gründe:
Erstens ist oft genug das erhoffte, weniger gestörte Seitenband,
auf das man umschalten könnte, immer noch so gestört, daß auch
dessen Einseitenbandempfang nicht genügend attraktiv ist.
Zweitens erfordert der wählbare Einseitenbandempfang doch einen
gewissen zusätzlichen technischen Aufwand. Der Mehrpreis für
diesen Aufwand würde aber nach Meinung des Anmelders vom Käufer
gern gezahlt, wenn die Umschaltbarkeit in allen Fällen Erfolg
brächte, zumal der Mehrpreis bei Einsatz von Bausteinen wie
der PLL-Schaltung nicht sehr groß ist.
Dies war dann auch der Grund für den Anmelder, die oben genannte
Erfindung zu machen. Diese arbeitet nach einer
Entstör-Kompensationsmethode, die in dem oben zitierten
erteilten Patent und der korrespondierenden PCT-Anmeldung
beschrieben ist.
Zugegebenermaßen ist der Mißstand, den diese Erfindung beheben
will, partiell gemildert durch die Tatsache, daß die
Kurzwellen-Weltempfänger eine schwenkbare Antenne mit
Richtwirkung besitzen. Es gibt aber dann immer noch
beklagenswert viele Fälle, wo die Richtwirkung - aus was für
Gründen immer - nicht genügt oder mit einer Unzulänglichkeit
anderer Art verbunden ist und somit eine Störung durch
Seitenbandüberlappung vorliegt, die mit dem Stand der Technik
nicht befriedigend behebbar ist.
Eine noch größere Bedeutung hat die vorliegende Erfindung für
stationäre Empfänger, wo im allgemeinen die Antenne auf dem
Dach keine Richtwirkung hat, und schon gar nicht eine
einstellbare. In Anbetracht des durch den UKW-Rundfunk
verwöhnten Ohrs der Hörer besteht daher ein Markt für die
Anhebung der Hörqualität auf den AM-Bereichen, insbesondere
auf Kurzwellen.
Grundlage der vorliegenden Erfindung - darauf sei nochmals
hingewiesen - ist die frühere Erfindung des Anmelders, das
erteilte Patent DE 40 38 405 C2 und die damit korrespondierende
PCT/DE 91/00929.
Jener Erfindungsgegenstand soll nun in der hier beschriebenen
Schaltungsanordnung derart weitergebildet werden, daß die
Entstör-Kompensation mit einem minimalen Aufwand an Mischern
und Filtern erfolgt, sowohl was deren Zahl als auch was
entbehrliche Qualitätsansprüche an die Bauteile betrifft. Dies
ist die Aufgabe, die es zu lösen galt.
Erfindungsgemäß wird die Entstörkompensation nach der
Demodulation im niederfrequenten Bereich vorgenommen.
Dabei ist noch als Verbesserung vorgesehen: das Vorhandensein
einer Regelschaltung zur Erzielung einer auch - bei grober
Stationseinstellung (Einstellung des 1. Oszillators) absolut
konstanten zweiten Zwischenfrequenz. Diese Konstanz hat den
Zweck, der Grenzfrequenz des Einseitenband-Tiefpasses eine
konstante relative Lage geben zu können, die dann so optimal
gewählt werden kann, daß der bekannte Nachteil des
Einseitenbandempfangs, die Dämpfung der Bässe, vermieden wird.
Auch dies soll eine Maßnahme sein, dem Marktbedürfnis einer
gesteigerten Hörqualität auf Kurzwellen zu entsprechen.
Es wird davon ausgegangen, daß der Empfänger ein Doppel-Superhet
ist, beispielsweise mit einer 1. Zwischenfrequenz 40 MHz und
einer 2. Zwischenfrequenz von 45 kHz. Nur Doppel-Superhets
sind frei vom unerwünschten Empfang von Spiegelfrequenzen;
hauptsächlich bei diesem Empfängertyp lohnt sich der Aufwand
der Entstör-Kompensation.
Das Abschneiden des zweiten Seitenbandes im 2. ZF-Bereich
geschieht mittels Tiefpaß. Theoretisch könnte man auch das
Seitenband der anderen Seite mittels Hochpaß abschneiden.
Im Rahmen der hier vorgeschlagenen Empfängerkonzeption sieht
der Anmelder jedoch Vorteile in der Verwendung des Tiefpasses.
Die Demodulation erfolgt anschließend an den
Einseitenband-Tiefpaß durch Produktdemodulation mittels des
um 90° phasenverschobenen Trägers. Der Träger wird mittels
einer als schmalbandiges Filter wirkenden PLL gewonnen. Diese
Vorgehensweise liegt im Rahmen des Standes der Technik und
wird unten noch erläutert.
In den nachstehenden Abschnitten wird unter Bezugnahme auf
die Zeichnungen - aufeinander aufbauend - betrachtet:
- A) ein Funkempfänger zum Einseitenbandempfang zweiseitenband-amplitudenmodulierter Sender ohne Entstör-Kompensation seitenbandüberlappender Nachbarsender, betrieben, wie vorstehend erwähnt, mit einer auf Konstanz geregelten 2. Zwischenfrequenz. Die auf Konstanz geregelte 2. Zwischenfrequenz hat den Zweck einer zuverlässig guten Wiedergabe der Bässe beim Einseitenbandempfang eines zweiseitenband-amplitudenmodulierten Senders. Es sei jedoch ausdrücklich darauf hingewiesen, daß die nachfolgend beschriebene Entstör-Kompensation nicht gebunden ist an eine solche Konstanz der 2. Zwischenfrequenz.
- B) ein Funkempfänger zum Einseitenbandempfang
zweiseitenband-amplitudenmodulierter Sender gemäß A)
mit der erfindungsgemäßen Entstör-Kompensation der
Seitenbandüberlappung eines Nachbarsenders oberhalb des
Wunschsenderkanals oder unterhalb des Wunschsenderkanals.
Dabei werden Varianten einer Entstör-Kompensation beschrieben: eine Variante B1 und eine Variante B2, wobei Letztere noch als B2a variiert werden kann; - C) ein Funkempfänger zum Einseitenbandempfang zweiseitenband-amplitudenmodulierter Sender gemäß A) und B1 oder gemäß A) und B2 oder gemäß A) und B2a, jedoch mit Entstör-Kompensation nicht bloß eines, sondern von bis zu 4 sich gegenseitig mit ihren Seitenbändern überlappenden frequenzbenachbarten Sendern oberhalb oder aber unterhalb des Wunschsenderkanals.
Es zeigen:
Fig. 1 eine prinzipielle Schaltungsanordnung eines
Empfängerteils vom Antenneneingang bis zur zweiten
Zwischenfrequenz als Einseitenband,
Fig. 2 die Lage eines gestörten und eines ungestörten
Seitenbandes bezüglich der Zwischenfrequenz,
Fig. 3 das nach Filterung durch den Tiefpaß TP1 nach Fig. 1
verbleibende untere Seitenband,
Fig. 4 das niederfrequente Basisband W eines Wunschsenders
als Ergebnis der Produktdemodulation mit einem
Träger, der mittels einer PLL gewonnen und dann
um 90° in der Phase verschoben worden ist,
Fig. 5 eine bekannte Schaltungsanordnung zur Gewinnung
des in Fig. 4 gezeigten Ergebnisses,
Fig. 6 und 7 die Durchlaßkurve eines realen Tiefpasses
und ein unteres und oberes Seitenband vor dem
Durchgang durch den Tiefpaß,
Fig. 8 Schaltungsanordnung eines Funkempfängers zum
Einseitenbandempfang
zweiseitenband-amplitudenmodulierter Sender ohne
Entstör-Kompensation, und zwar hier mit einer auf
Konstanz geregelten 2. Zwischenfrequenz,
Fig. 9 Schwingungsgemisch am Ausgang der
Schaltungsanordnung gemäß Fig. 8 in
Seitenbanddarstellung,
Fig. 10 Schwingungsgemisch als Ergebnis einer
erfindungsgemäßen Entstör-Kompensation,
Fig. 11 ein Einseitenband als Ergebnis einer
erfindungsgemäßen Entstör-Kompensation,
Fig. 12 das Ergebnis einer Multiplikation des
Einseitenbandes nach Fig. 11 mit einer
Sinusschwingung der Frequenz fTD,
Fig. 13 eine Schaltungsanordnung zur Erzeugung des
ungestörten Basisbandes eines Wunschsenders,
Fig. 14a ein zu entstörendes Schwingungsgemisch W + D,
Fig. 14b das aus dem Schwingungsgemisch durch Multiplikation
mit a cos 2π2fTDt gewendete Schwingungsgemisch
W*+ D* einschließlich eines oberen Mischproduktes,
Fig. 14c das durch Multiplikation mit a/2 reproduzierte
ursprüngliche Schwingungsgemisch W + D,
Fig. 14d die Summe der Schwingungsgemische von Fig. 14b
und 14c,
Fig. 14e als Endergebnis der Vorgänge nach den Fig. 14a
bis 14d das vom oberen Mischprodukt und von W*
befreite Basisband W,
Fig. 15 Schaltungsanordnung zur Durchführung der Schritte
nach den Fig. 14a bis 14e,
Fig. 16 eine weitere Variante einer Entstör-Kompensation
und
Fig. 17 Schaltungsanordnung eines entstörten Funkempfängers
zum Empfang von vier sich gegenseitig überlappenden
Zweiseitenband-Sendern.
Fig. 1 zeigt eine prinzipielle Schaltungsanordnung eines
Empfängerteils vom Antenneneingang bis zur zweiten
Zwischenfrequenz als Einseitenband; auf dieser
Schaltungsanordnung bauen die nachfolgenden Erfindungsgedanken
auf.
Das dargestellte Prinzip dieses Empfängerteils entspricht
weitgehend dem Stand der Technik.
Die angegebenen Zwischenfrequenzen sind nur als Beispiele
aufzufassen; es können auch andere sein. Der Empfänger umfaßt
zweckmäßigerweise (mit Reservezuschlägen) einen
AM-Frequenzbereich von 140 kHz bis 30 MHz.
Die Bandbreite eines Bandpasses BP1 ist hier im Beispiel mit
Rücksicht auf die im nachfolgenden Empfängerteil stattfindende
Entstör-Kompensation in der Größe von 90 kHz gewählt, nämlich
so, daß darin zusätzlich zum zu empfangenden
Wunsch-Einseitenband die Zweiseitenbänder von vier ins Auge
gefaßten frequenzhöheren und von vier ins Auge gefaßten
frequenzniedrigeren Nachbarsendern, die gegebenenfalls stören
und sich gleichzeitig gegenseitig stören könnten, mit Reserve
Platz haben:
2 (4 · 9 kHz + 4,5 kHz Wunsch-EB + 4,5 kHz Reserve) = 90 kHz
Dabei ist das Frequenzraster 9 kHz des Mittel- und
Langwellenbereichs zugrundegelegt. Auf Kurzwelle besteht ein
engeres Frequenzraster. Generell international vereinbart ist
dort ein Trägerfrequenzabstand von 5 kHz. In einer analogen
Überlegung würde hier eine Bandbreite von 50 kHz ausreichen.
Der Einheitlichkeit halber bleiben wir bei 90 kHz für den
gesamten AM-Bereich.
Ein auf zwei verschiedene Frequenzen umschaltbarer Oszillator
O2 dient dazu, das obere oder das untere Seitenband zu wählen.
Schaltet man hier im Beispiel die Oszillatorfrequenz 40 045
kHz ein, so empfängt man - nach zweiter Mischung und
Demodulation im noch zu besprechenden weiteren
Empfängerteil - das obere Seitenband des hochfrequenten Signals.
Mit "hochfrequent" ist dabei das Signal bezeichnet, wie es
auf die Antenne trifft. Schaltet man die Oszillatorfrequenz
39 955 kHz ein, so empfängt man das untere Seitenband des
hochfrequenten Signals.
Das untere Seitenband befindet sich auf dem hochfrequenten
Übertragungsweg zwar in Kehrlage. Durch die Frequenzumsetzung
mittels der beiden Mischungen in Verbindung mit der Tatsache,
daß das Filter nach dem Mischer Mi2 ein Tiefpaß TP1 und kein
Hochpaß ist, erscheint es jedoch nach der Demodulation in der
erwünschten Regellage.
Nachfolgend wird zunächst der Fall betrachtet, daß ein
Seitenband durch Seitenbandüberlappung des Nachbarsenders
gestört ist, das andere nicht. Durch Einschalten der jeweils
geeigneten 2. Oszillatorfrequenz (39 955 kHz oder aber 40 045
kHz) kann man es immer so einrichten, daß das gestörte
Seitenband oberhalb der 2. Zwischenfrequenz 45 kHz liegt, das
ungestörte unterhalb (Fig. 2).
Der Tiefpaß TP1 hat eine hohe Flankensteilheit. Durch ihn wird
das obere Seitenband abgetrennt (Fig. 3). Mit "hoher
Flankensteilheit" ist die bei Einseitenbandempfang übliche
Flankensteilheit gemeint.
Mit dem durch die PLL gewonnenen Träger, den man zuvor um 90°
in der Phase verschiebt, wird sodann synchron demoduliert.
Ergebnis ist das gewünschte niederfrequente Basisband W des
Wunschsenders (Fig. 4).
Dieser Vorgang wird entsprechend dem Stand der Technik mit
den Bauteilen von Fig. 5 verwirklicht, nämlich mit dem Tiefpaß
TP1 von Fig. 1, einer PLL, die wir PLLF1 nennen wollen, weil
sie als Filter dient, und einem Phasenschieber P1. Der PLLF
geben wir die Lfd. Nr. 1, weil uns später eine weitere PLLF
begegnet. Die Ausgangsschwingungen von TP1 und PLLF1, das
zwischenfrequente Einseitenband einerseits und die gewonnene
zwischenfrequente Trägerschwingung des Wunschsenders
andererseits, die zuvor im Phasenschieber P1 um 90°
phasenverschoben wird, gehen sodann zwecks Demodulation in
einen Mischer Mi3. Die gemäß dem Stand der Technik vorgenommene
Phasenverschiebung des zur Produktdemodulation benutzten Trägers
um 90° hat den Sinn, bei der Demodulation einen kleinen
Klirrfaktor zu erzielen. Durch die 90° Phasenverschiebung wird
eine Abtastung der Spannungsmaxima des aus TP1 herauskommenden
Einseitenband-Signals erreicht, äquivalent einer
Spitzenwertgleichrichtung. Der Mischer Mi3 ist gefolgt von
einem Tiefpaß TP2, der die in den NF-Bereich
frequenzumgesetzten, nicht-überlappenden
Nachbar-Zweiseitenbandschwingungen (in Fig. 4 schraffiert)
von den Niederfrequenzen des Wunschsenders W abtrennt.
Fig. 2 und 3 sind eine vergröberte Darstellung der Wirklichkeit.
Zum einen beginnen die Seitenbänder nicht bei 45,0 kHz, sondern
jeweils etwas nach bzw. etwas vor der nominellen
Zwischenfrequenz 45,0 kHz. Bei Sprache beginnt das Basisband
bekanntlich bei 300 Hz (Telefonqualität), bei hochwertiger
Musikübertragung beginnt das Basisband bei 27,5 Hz (tiefster
Klavierton). Von entsprechender Größe sind bei einem
zweiseitenband-amplitudenmodulierten Signal die Lücken zwischen
oberem und unterem Seitenband, 2×300 Hz bei Sprache, 2×
27,5 Hz bei Musik. Zum anderen hat der Tiefpaß TP1 keine
stufenförmige Durchlaßkurve mit senkrechtem Abfall, sondern
eine Flanke endlicher Steilheit, welche S-förmig verläuft.
Der abfallende Teil der Durchlaßkurve von Tiefpässen üblichen
Aufwandes in der Gegend von 45 kHz ist breiter als 2 × 27,5
Hz, d. h. breiter als die für ungeschmälerte Musikwiedergabe
erforderliche Lücke. Fig. 6 und Fig. 7 zeigen die Problematik.
Gesetzt den Fall, man wollte das Frequenzband bei 45,0 kHz
abschneiden, so würde sich das Bild von Fig. 6 ergeben, in
welches die prinzipielle Durchlaßkurve eines Tiefpasses
symbolisch und schematisiert eingezeichnet ist. ("symbolisch"
soll heißen: Der Verfasser ist sich bewußt, daß eine
Seitenbanddarstellung nach Art der Frequenzpläne keine
Spektraldarstellung der Seitenbänder ist. In Anbetracht der
didaktischen Prägnanz dieser Darstellung wird der Leser um
Toleranz gebeten.)
Wie man in Fig. 6 sieht, würde ein Teil der Bässe weggeschnitten
oder gedämpft. Will man diesen für hochwertige Musikwiedergabe
unerwünschten Effekt vermeiden, so muß man die Grenzfrequenz
des Tiefpasses auf die andere Seite verlegen, also bereits
in das andere Seitenband hinein (s. dies in Fig. 7).
Das wiederum hat zur Folge, daß man die Bässe der anderen Seite
mit in den Durchlaßbereich hineinbekommt. Für eine (im Sinne
des Klirrfaktors) verzerrungsfreie Demodulation ist das
Einfangen der Bässe des anderen Seitenbandes zwar bedeutungslos,
da synchron demoduliert wird. Bezüglich einer unerwünschten
Dämpfung der Bässe kann jedoch, da mit einem
90°-phasenverschobenen Träger produktdemoduliert wird, je nach
Phasenverlauf des Tiefpasses der Fall eintreten, daß das
Demodulationsprodukt des restlichen oberen Seitenbandes und
das Demodulationsprodukt des unteren Seitenbandes sich im
Bereich der Bässe mit entgegengesetzten Vorzeichen addieren,
dadurch sich erheblich dämpfen, im Extremfall sogar auslöschen.
Es gibt daher eine optimale Lage der Zwischenfrequenz gegenüber
der Grenzfrequenz des Tiefpasses, eine optimale Differenz
"Grenzfrequenz des Tiefpasses minus nominelle Zwischenfrequenz".
Das Optimum kann eine positive Differenz, eine negative
Differenz oder Null sein und hängt vom Dämpfungs- und
Phasenverlauf des gewählten Tiefpasses ab, den man natürlich
"baßfreundlich" gestalten wird. Dennoch gibt es diese beim
Empfang zu beachtende, optimale Frequenzdifferenz als eine
feste Größe des gefertigten Empfängers. Wir nennen diese Größe
nachstehend "optimale Tiefpaßverstimmung".
Bei Kurzwellensendern beginnt das Tonfrequenzspektrum im
allgemeinen erst bei 200 Hz. Die oben geschilderte Problematik
der zu vermeidenden Dämpfung der Bässe verliert zwar dadurch
etwas an Schärfe. Im Hinblick auf gesteigerte Ansprüche der
Zukunft wird hier dennoch der Vorschlag einer optimalen
Tiefpaßverstimmung gemacht.
Diese optimale Tiefpaßverstimmung kann theoretisch auf folgenden
Wegen erreicht werden:
- 1) Die Abstimmung des Oszillators O1 wird stetig und fein ausgebildet und erfolgt nach Gehör an einem Drehknopf.
- 2) Die Abstimmung des Oszillators O1 erfolgt relativ grob mit einem durch Tasten bedienbaren Frequenzsynthesizer, enthält aber eine Feinabstimmung, mittels eines Drehknopfes, der nach Gehör bedient wird.
- 3) Der Tiefpaß TP1 erhält eine von Hand abstimmbare Grenzfrequenz, die nach Gehör abgestimmt wird.
- 4) Mittels einer Regelschaltung wird bewirkt, daß der Träger des jeweiligen Wunschsenders immer genau auf der für den Empfänger gewählten 2. Zwischenfrequenz liegt, hier im Beispiel auf genau 45,0 kHz, so daß der Tiefpaß TP1 gemäß der festliegenden und nie schwankenden Zwischenfrequenz dimensioniert und dessen Grenzfrequenz bei der Fertigung gemäß der optimalen Tiefpaßverstimmung fest eingestellt werden kann. Die optimale Tiefpaßverstimmung wird man so wählen, daß die Baßwiedergabe zufriedenstellend ist - maximal so, daß mögliche Seitenbandüberlappungen nächster frequenzhöherer Nachbarsender (sofern sie überhaupt nennenswert oft in den Baßbereich gelangen) nur im Ausnahmefall in den Durchlaßbereich des Tiefpasses TP1 hineinragen. Diese Lösung soll in der hier beschriebenen Funkempfängerschaltung als verwirklicht gelten.
Fig. 8 zeigt in diesem Sinne die vollständige
Schaltungsanordnung eines Funkempfängers zum
Einseitenbandempfang zweiseitenband-amplitudenmodulierter Sender
ohne Entstör-Kompensation.
In der Fig. 8 oben rechts erkennt man die aus Fig. 5 übernommene
Demodulationsschaltung. Etwa erforderliche Verstärker (über
den hochfrequenten Eingangsverstärker hinaus) sind in die
Schaltung nicht eingezeichnet, da es hier nur um die Darstellung
des Prinzips geht.
Eingezeichnet ist jedoch eine Regeleinrichtung Re, welche die
2. Zwischenfrequenz konstant hält und damit die oben erläuterte
optimale Tiefpaßverstimmung gewährleistet, den optimalen Wert
von "Grenzfrequenz des Tiefpasses minus nomineller
Zwischenfrequenz".
Fig. 8 unterscheidet sich von Fig. 1 dadurch, daß der
umschaltbare Oszillator (von Fig. 1) mit den beiden festen
Frequenzen 40 045 kHz und 39 955 kHz in Fig. 8 ersetzt ist
durch einen spannungsgeregelten Oszillator VCO, welcher
umschaltbar ist auf zwei Leerlauffrequenzen 40 045 kHz und
39 955 kHz. Die Regelspannung für den VCO wird von einer
Regeleinrichtung Re geliefert.
Die Regeleinrichtung Re sei gemäß dem Stand der Technik
aufgebaut.
Wir betrachten nun
B) einen Funkempfänger zum Einseitenbandempfang
zweiseitenband-amplitudenmodulierter Sender mit
Entstör-Kompensation der Seitenbandüberlappung eines
frequenzbenachbarten Senders.
Das aus Mi3 von Fig. 8 herauskommende Schwingungsgemisch bietet
in Seitenbanddarstellung das in Fig. 9 dargestellte Bild.
Erwartungsgemäß finden wir - als Ergebnis der Demodulation
durch Mi3 - das erwünschte Basisband des Wunschsenders W in
der für das menschliche Ohr richtigen Frequenzlage vor.
In seinen oberen Frequenzen ist es jedoch gestört durch das
überlappende Seitenband des Frequenznachbarn D. Dieses
überlappende Band gilt es zu beseitigen, und zwar nicht gemäß
dem Stand der Technik durch Beschneidung des Basisbandes,
sondern erfindungsgemäß, indem das obere Seitenband des
Störsenders D, welches wir als ungestört voraussetzen, dazu
benutzt wird, das störende untere Seitenband von D durch
negative Überlagerung zu löschen.
"Negative Überlagerung" bedeutet: Wenden der
Zweiseitenbandschwingung D und anschließendes Addieren der
gewendeten Zweiseitenbandschwingung in exakt der gleichen Größe
und Phase mit negativem Vorzeichen zu D. Dadurch wird der Störer
D ausgelöscht.
Um es nochmals zu betonen: Hier in Abschnitt B liegt - im
Gegensatz zu dem Sachverhalt, der in Abschnitt C behandelt
wird - der einfache Fall vor, daß das obere Seitenband von
D seinerseits nicht gestört ist, d. h. nicht störend überlappt
vom unteren Seitenband des nächsten frequenzhöheren Senders.
Der kompliziertere Fall, daß auch das obere Seitenband von
D gestört ist und seinerseits entstört werden muß, wird unten
in Abschnitt C behandelt.
Bevor die Operation der Löschung vorgenommen werden kann, müssen
die Schwingungen, welche oberhalb des ungestörten oberen
Seitenbandes von D existieren (in Fig. 9 schraffiert) durch
den Tiefpaß TP2 abgeschnitten werden. Im Gegensatz zu dem
Tiefpaß TP2 der Fig. 5, der lediglich das NF-Band des
empfangenen Wunschsenders C an seinem natürlichen oberen Ende
abschneidet, schneidet der Tiefpaß TP2 bei dem jetzt behandelten
Fall die Frequenzen oberhalb des oberen Seitenbandes von D
ab. An die Stelle der durch Demodulation gewonnenen
Niederfrequenz des Wunschsenders, NF=W, ist jetzt eine um den
Störer D erweiterte "Niederfrequenz" W + D getreten.
Bei der Variante B1 der Entstör-Kompensation geschieht das
Löschen dadurch, daß das Schwingungsgemisch W + D mit einer
Sinusschwingung multipliziert wird, deren Frequenz gleich der
Trägerfrequenz fTD von D ist, deren Phase aber gegenüber der
Trägerschwingung um 90° verschoben ist. Ergebnis ist das in
Fig. 10 dargestellte Schwingungsgemisch.
Wie man erkennt, entstehen ein oberes und ein unteres
Mischprodukt. Beim unteren Mischprodukt löschen sich die
Seitenbänder von D auf folgende Weise gegenseitig aus:
Die Trägerfrequenz fTD des Störers wird in die Frequenz Null
abgebildet, das obere Seitenband des Störers wird von Null
an aufwärts abgebildet, das untere Seitenband des Störers aber
in den Bereich mathematisch negativer Frequenzen. Da es in
der physikalischen Wirklichkeit negative Frequenzen nicht gibt,
erscheint das untere Seitenband ebenfalls von Null an aufwärts,
dort aber, gemäß der trigonometrischen Formel sin (-α) =
-sinα, mit einem Vorzeichen, das dem des abgebildeten oberen
Seitenbandes entgegengesetzt ist. Somit löschen sich die beiden
Seitenbänder dort gegenseitig aus. Das ebenfalls in den Bereich
mathematisch negativer Frequenzen geratende Wunschband W
erfährt, in den positiven Frequenzbereich gespiegelt, eine
Vorzeichenumkehr, existiert aber weiter - als Einseitenband
in Kehrlage und um die Frequenz fTD frequenzaufwärts versetzt.
Was aber das Entscheidende ist: Dieses Band ist von keiner
Seite her überlappt. An das Band schließt sich in Richtung
höherer Frequenzen ein frequenzversetztes Schwingungsgemisch
W + D als oberes Mischprodukt an. Letzteres wird durch einen
Tiefpaß mit der Grenzfrequenz fTD abgetrennt. Fig. 11 zeigt
das Ergebnis.
Dieses Einseitenband wird nun erneut mit der bereits oben
verwendeten Sinusschwingung der Frequenz fTD multipliziert - man
kann auch sagen: demoduliert. Das Ergebnis ist in Fig. 12 zu
sehen.
Das dabei entstehende frequenzobere Mischprodukt sperrt man
wiederum mit einem Tiefpaß der Grenzfrequenz fTD aus.
Endergebnis ist das ungestörte Basisband W des Wunschsenders.
Die geschilderten Vorgänge werden mit der in Fig. 13
dargestellten Schaltungsanordnung verwirklicht. Eine dort
eingezeichnete PLLF2, gefolgt von einem Phasenschieber P2,
liefert die zum Abwärtsmischen erforderliche Cosinusschwingung,
wie anhand von Fig. 10 beschrieben. Das Mischen, als
Multiplikation gedacht, findet in einem Mischer Mi4 statt,
der mit einem Tiefpaß TP3* verbunden ist. Die gleiche
Cosinusschwingung wird dazu benutzt, in einem multiplizierenden
Mischer Mi5, der mit einem Tiefpaß TP3 verbunden ist, das
Einseitenband der Fig. 11, das aus TP2 herauskommt, zu
demodulieren: Hinter TP3 erscheint das entstörte Basisband
des Wunschsenders W. Die Tiefpässe TP3 und TP3* sind baugleich
und haben die gleiche Grenzfrequenz fTD.
Bei der Variante B2 der Entstör-Kompensation geschieht das
Löschen dadurch, daß das Schwingungsgemisch W + D mit einer
Schwingung
a cos 2π2fTDt + a/2
multipliziert wird. Dieser Formelausdruck repräsentiert eine
Schwingung, die gegenüber der als Sinusschwingung aufgefaßten
Trägerschwingung des Störers D eine Cosinusschwingung doppelter
Frequenz darstellt, und begleitet wird von einem Gleichanteil,
der halb so groß ist wie die Amplitude dieser Cosinusschwingung.
Kern des Verfahrens ist die Tatsache, daß man ein
Schwingungsspektrum um eine ins Auge gefaßte Frequenz wenden
kann, indem man es mit einer Cosinusschwingung der doppelten
Frequenz multipliziert, d. h. mit einer Sinusschwingung, deren
Frequenz gegenüber der ins Auge gefaßten Frequenz doppelt so
hoch ist und die gegenüber der Schwingung, wie sie im Spektrum
bei der ins Auge gefaßten Frequenz besteht, um +90°
phasenverschoben ist. Das Spektrum erscheint dann um die ins
Auge gefaßte Frequenz gewendet und zwar unter Vorzeichenumkehr
(wobei diese Aussage für das frequenzuntere Mischprodukt gilt;
das frequenzobere wird aus der Schwingungsverarbeitung
ausgesperrt, beispielsweise durch Tiefpaß).
Die Multiplikation mit einer Cosinusschwingung der doppelten
Trägerfrequenz des Störers D ergibt somit als frequenzunteres
Mischprodukt ein um die Trägerfrequenz fTD des Störers
gewendetes Frequenzspektrum entgegengesetzten Vorzeichens.
Die Multiplikation des Schwingungsgemisches W + D mit dem
Gleichanteil a/2 ergibt hingegen eine Reproduktion des
Schwingungsgemisches W + D.
Die Addition der beiden Multiplikationsergebnisse stellt
physikalisch die additive Überlagerung zweier
Schwingungsgemische dar, nämlich eines reproduzierten
Schwingungsgemisches W + D und eines durch Wenden aus W + D
hervorgegangenen Schwingungsgemisches entgegengesetzten
Vorzeichens. Durch die Addition wird die Störschwingung D
ausgelöscht und das Basisband W des Wunschsenders bleibt übrig.
Das ist das Prinzip.
Daneben entsteht durch die Multiplikation ein frequenzoberes
Mischprodukt, das aber unwesentlich ist und durch einen Tiefpaß
ausgesperrt wird. Beabsichtigt man weitergehende
Schwingungsverarbeitungen gemäß Abschnitt C, so ist das
Aussperren durch Tiefpaß ein Muß. Fig. 14 (a bis e) zeigt die
Vorgänge anschaulich:
Fig. 14a das zu entstörende Schwingungsgemisch W + D;
Fig. 14b das daraus durch Multiplikation mit a cos 2π2fTDt
gewendete Schwingungsgemisch W* + D* einschließlich des
unwesentlichen oberen Mischproduktes;
Fig. 14c das durch Multiplikation mit a/2 reproduzierte
ursprüngliche Schwingungsgemisch W + D;
Fig. 14d die Summe der Schwingungsgemische von 14b und 14c.
Man erkennt die Löschung: D existiert nicht mehr;
Fig. 14e das Endergebnis: das Basisband W, nunmehr durch Tiefpaß
auch noch befreit vom oberen Mischprodukt und von W*.
Die geschilderten Vorgänge kann man auch mathematisch behandeln.
Die formelmäßige Darstellung ist zwar elementar, ist aber in
der Schreibweise sehr schwülstig, ohne zu tieferen Einsichten
zu führen. Deshalb wurde hier der anschaulichen
Seitenbanddarstellung nach Art der Frequenzpläne der Vorzug
gegeben.
Wesentlich ist der Faktor 1/2, den der Gleichanteil a/2 im
Gegensatz zur Amplitude a trägt. Mit diesem hat es folgende
Bewandtnis: Multipliziert man ein Schwingungsgemisch mit einer
Sinusschwingung, entsteht bekanntlich ein oberes und ein unteres
Mischprodukt, deren jedes den Faktor 1/2 aufweist gemäß der
grundlegenden trigonometrischen Formel
sin α · sin β = -1/2 cos (α + β) + 1/2 cos (α - β).
Multipliziert man hingegen ein Schwingungsgemisch mit einem
Gleichanteil, tritt dieser Faktor 1/2 nicht auf. Zum Zwecke
der Kompensation muß der Gleichanteil daher halbiert werden.
Zurück zu Fig. 14a bis e. Durch die zerpflückende ausführliche
Behandlung dort könnte der Eindruck entstanden sein, als ob
die Variante B2 kompliziert wäre. Dies ist nicht der Fall.
Die Entstörung besteht in der einfachen Multiplikation der
durch D gestörten Niederfrequenz W + D mit a cos 2π2fTDt + a/2.
Entsprechend einfach ist auch die Entstöreinrichtung, deren
Schaltanordnung Fig. 15 zeigt.
In Anwendung der trigonometrischen Formel cos2α = 1/2 cos 2α
+ 1/2 stellt man die Funktion a cos 2π 2fTDt + a/2 mittels
einer Reihenschaltung folgender Schaltglieder her: Mit einer
PLL (hier auch als PLLF2 bezeichnet) wird die Trägerschwingung
eines Störers D gewonnen. Die PLLF2 ist so dimensioniert bzw.
eingestellt, daß ihre Mittenfrequenz etwa auf der Trägerfrequenz
fTD der Stör-Zweiseitenbandschwingung D liegt, wobei mit
"Trägerfrequenz" die in den niederfrequenten Bereich umgesetzte
Trägerfrequenz der Stör-Zweiseitenbandschwingung gemeint ist.
Bei einem üblichen Frequenzraster von 9 kHz liegt sie also
bei 9 kHz; bei einem Frequenzraster von 5 kHz bei 5 kHz. Die
PLLF2 liefert frequenz- und phasengenau die Trägerschwingung
der Stör-Zweiseitenbandschwingung. Für die nachfolgenden
Betrachtungen wollen wir sie der Phase nach als Sinusschwingung
ansehen. Diese wird im Phasenschieber P2 um + 90°
phasenverschoben und wird dadurch zur Cosinusschwingung. In
einem Quadrierer Q wird sie quadriert. Die Phasenverschiebung
um 90° vor der Quadrierung ist notwendig, damit nach der
Quadrierung der Gleichanteil mit richtigem, nämlich mit
positivem Vorzeichen erscheint. Hinter Q existiert sodann die
Schwingung a cos 2π 2fTDt + a, deren Gleichanteil anschließend
durch einen Abschwächer A= halbiert wird. Der Abschwächer kann
verwirklicht werden mit einem recht einfachen Vierpol, der
bei der Frequenz Null die doppelte Durchlaßdämpfung hat als
bei der Trägerfrequenz fTD und der bei der Frequenz fTD die
Phasendrehung Null aufweist.
Das Abschwächen wird abgleichbar gemacht, damit die Halbierung
genau eingestellt werden kann. Der Abgleich ist nur einmal
bei der Fertigung erforderlich. Ein bedeutsamer Nebeneffekt
des Abgleichs besteht darin, daß man damit auch die
Ungenauigkeiten, mit der der Quadrierer und der Mischer die
mathematischen Operationen Quadrieren und Multiplizieren
vornehmen, voll ausgleichen kann.
Der mit Fig. 14a bis e beschriebene Vorgang mit seiner
Verwirklichung gemäß Schaltanordnung in Fig. 15 entspricht
der PCT-Anmeldung der früheren Erfindung des Anmelders und
zwar der in der dortigen Fig. 7 beschriebenen
Störbefreiungsmethode, hier nun jedoch angewandt auf
Entstör-Kompensation im niederfrequenten Bereich.
Bei manchen Empfängerschaltungen kann es wünschenswert sein,
daß keine Gleichspannung verarbeitet wird (z. B. bei einer
gewünschten Potentialtrennung). Hierfür kann man sich die
trigonometrische Formel
3 cos2 α- sin2 α= 2 cos 2α + 1
zunutze machen. (Diese entsteht, wenn man die Formel
cos2 α= 1/2 cos 2α + 1/2
mit der Formel
cos2 α + sin2α = 1
vereinigt.)
Indem man diese Formel durch 3 dividiert, kann man sie zunächst
schreiben:
cos2α - 1/3 sin2α= 2/3 cos2α + 1/3.
Indem man α = 2πfTDt darin einsetzt, wird daraus
cos22πfTDt - 1/3 sin22πfTDt = 2/3 cos2πfTDt + 1/3.
Multipliziert man die beiden Seiten dieser Gleichung, die
zunächst nichts anderes ist als eine mathematische Beziehung,
mit einer konstanten physikalischen Größe b, beispielsweise
einer Spannung, so wird aus der Gleichung eine Aussage über
physikalische Schwingungen, aus der man ein Rezept für die
Verarbeitung von Schwingungen herleiten kann, nämlich:
b cos22πfTDt - b/3 sin22πfTDt = 2/3 b cos 2π2fDtt + b/3.
b cos22πfTDt - b/3 sin22πfTDt = 2/3 b cos 2π2fDtt + b/3.
Auf der rechten Seite der Gleichung finden wir eine
Cosinusschwingung der doppelten Trägerfrequenz des Störers
mit der Amplitude 2/3 b begleitet von einem Gleichanteil b/3,
der, wie wir feststellen, die Hälfte der Amplitude 2/3 b
beträgt. Da es auf absolute Werte nicht ankommt, sondern bei
der Entstör-Kompensation nur auf das Verhältnis 1 : 2 des
Gleichanteils gegenüber der Amplitude der Cosinusschwingung
doppelter Trägerfrequenz des Störers D, kommen wir zu folgender
Erkenntnis, die wir nutzen können:
Die Funktion b cos22πfTDt - b/3 sin22πfTDt ist der Funktion
a cos 2π2fTDt + a/2 gleichwertig. Erzeugt man sie in einer
entsprechenden Schaltung - die leicht zu verwirklichen
ist - kann man damit dieselbe Entstör-Kompensation betreiben
wie mit der Entstör-Kompensation mit a cos 2π2fTDt + a/2, die
wir als Entstör-Kompensations-Variante B2 bezeichnet hatten.
Die Entstör-Kompensation mit der beschriebenen äquivalenten
Funktion wollen wir als Entstör-Kompensations-Variante B2a
bezeichnen. In Fig. 16 ist sie dargestellt.
Die PLLF2 liefert wie bei Variante B2 die Trägerschwingung
des Störers D, die wir als Sinusschwingung auffassen wollen.
Sodann gabelt sich der Pfad. Im oberen wird durch den
Phasenschieber P2 eine Cosinusschwingung daraus gemacht, die
in einem anschließenden Quadrierer Q1 quadriert wird. Das
Quadrierergebnis geht auf einen Summationspunkt S. Im unteren
Pfad läßt man die Sinusschwingung bestehen, die sodann in einem
Quadrierer Q2 quadriert wird. Das Quadrierergebnis wird im
sich anschließenden Abschwächer A1/3 auf 1/3 abgeschwächt und
wird dann mit negativem Vorzeichen auf den Summationspunkt
S gegeben.
Auch hier spielt der Abschwächer, wenn auch anders geartet,
eine wesentliche Rolle. Er dient dazu, das Quadrierergebnis
b sin22πfTDt, das aus den Quadrierer Q2 herauskommt, auf ein
Drittel abzuschwächen, also auf b/3 sin22πfTD, so wie es in
der Funktion b cos22πfTDt - b/3 sin22πfTDt gebraucht wird.
Wie man sieht, sind in Fig. 16 (Entstör-Kompensationsvariante
B2a), verglichen mit der Entstör-Kompensationsvariante B2 in
Fig. 15, zwei Quadrierer statt einem erforderlich. Es entfällt
jedoch der Abschwächer des Gleichanteils. Dafür ist ein
Abschwächer für die Schwingung b sin22πfTDt notwendig. Dieser
ist aber sehr einfach aufgebaut; es genügt beispielsweise ein
Ohmscher Spannungsteiler, den man aus den oben schon
geschilderten Gründen auch abgleichbar machen wird.
Wir fassen zusammen:
Erweist sich das als Einseitenband selektierte und anschließend demodulierte Seitenband eines Wunschsenders als überlappt und damit gestört von dem Seitenband eines unmittelbar frequenzbenachbarten Senders, so kann das gestörte demodulierte Seitenband nach einem der oben genannten Entstör-Kompensations-Verfahren B1 oder aber B2 oder aber B2a entstört werden, die in den Abbildungen Fig. 13, 15 und 16 als Schaltungsanordnung verwirklicht dargestellt sind.
Erweist sich das als Einseitenband selektierte und anschließend demodulierte Seitenband eines Wunschsenders als überlappt und damit gestört von dem Seitenband eines unmittelbar frequenzbenachbarten Senders, so kann das gestörte demodulierte Seitenband nach einem der oben genannten Entstör-Kompensations-Verfahren B1 oder aber B2 oder aber B2a entstört werden, die in den Abbildungen Fig. 13, 15 und 16 als Schaltungsanordnung verwirklicht dargestellt sind.
Die verwendete Schaltungsanordnung (Fig. 13 oder 15 oder 16)
schließt sich unmittelbar an die Schaltungsanordnung Fig. 8
als weiterer Empfängerteil an, nämlich als Entstöreinrichtung.
Der Exaktheit halber weisen wir auf eine Einschränkung hin,
die für die hier beschriebene Erfindung gilt. Mit den Mitteln
der Erfindung ist nur eine Entstörung möglich, solange die
Überlappung des störenden Nachbarseitenbandes nicht über die
Trägerfrequenz des Wunschsenders hinausreicht. Diese
Einschränkung ist auch in der früheren Erfindung, von der die
hier vorliegende eine Weiterentwicklung und die Verwirklichung
als Vorrichtung darstellt, zum Ausdruck gebracht.
Was macht man nun, wenn der Störer D in seinem zur
Entstör-Kompensation benötigten zweiten Seitenband selber
gestört ist von einem Störer E - und womöglich dieser gestört
von einem Störer F und dieser wiederum von einem Störer G?
Dieser Fall ist im nächsten Abschnitt C behandelt.
Wir betrachten nun
C) einen Funkempfänger zum Einseitenbandempfang zweiseitenband-amplitudenmodulierter Sender mit einer Entstör-Kompensation von bis zu 4 sich gegenseitig mit ihren Seitenbändern überlappenden frequenzbenachbarten Sendern oberhalb oder aber unterhalb des Wunschsenderkanals.
C) einen Funkempfänger zum Einseitenbandempfang zweiseitenband-amplitudenmodulierter Sender mit einer Entstör-Kompensation von bis zu 4 sich gegenseitig mit ihren Seitenbändern überlappenden frequenzbenachbarten Sendern oberhalb oder aber unterhalb des Wunschsenderkanals.
Die Zahl 4 sich gegenseitig überlappender und dadurch sich
gegenseitig störender Zweiseitenband-Sender ist an sich eine
Übertreibung. In der Regel sind es weniger frequenzbenachbarte
Sender, deren Seitenbänder sich überlappen. Dennoch werden
hier 4 ins Auge gefaßt, um die Leistungsfähigkeit (mit relativ
einfachen Mitteln) und sogar Unbegrenztheit des Verfahrens
zu demonstrieren.
In Fig. 17 ist ein solch entstörter Funkempfänger als
Schaltungsanordnung dargestellt. Der Signalverlauf geht von
oben nach unten. Ein Empfänger ohne Entstöreinrichtung Em (gemäß
Abschnitt A und Fig. 8) liefert an seinem Ausgang das
Schwingungsgemisch W + D + E + F + G. D, E, F, G seien die sich
gegenseitig überlappenden Störer. Der Tiefpaß TP2 im Ausgang
sei regelbar und so eingestellt, daß das gesamte
Schwingungsgemisch W + D + E + F + G von ihm durchgelassen wird, aber
scharf hinter dem oberen Seitenband von G abgeschnitten wird.
Das Schwingungsgemisch W + D + E + F + G ist rechts neben dem Ausgang
von Em in Seitenbanddarstellung abgebildet. Man erkennt, daß
die Zweiseitenbandschwingungen D + E + F + G beidseitig überlappt
sind mit Ausnahme der frequenzobersten, G, deren oberes
Seitenband frei ist von einer Überlappung. Hier nimmt das
erfindungsgemäße Verfahren der fortgesetzten
Entstör-Kompensation seinen Anfang. W + D + E + F + G geht in die
Entstöreinrichtung E1 hinein.
In einer Entstöreinrichtung E1 wird das F störende
Zweiseitenband G mittels seines oberen, ungestörten Seitenbandes
ausgelöscht. Aus E1 kommt folglich das Schwingungsgemisch
W + D + E + F heraus. Dieses ist befreit von G; gleichzeitig ist
nun F eine Zweiseitenbandschwingung mit ungestörtem oberem
Seitenband (s. die Seitenbanddarstellung in Fig. 17 rechts
daneben).
W + D + E + F geht nun in E2 hinein. In E2 wird das E störende
Zweiseitenband F mittels seines oberen, ungestörten Seitenbands
ausgelöscht. Aus E2 kommt folglich das Schwingungsgemisch W + D + E
heraus. Dieses ist befreit von F; gleichzeitig ist nun E eine
Zweiseitenbandschwingung mit ungestörtem oberen Seitenband
(s. die Seitenbanddarstellung in Fig. 17 rechts daneben).
W + D + E geht nun in E3 hinein. In E3 wird das D störende
Zweiseitenband E mittels seines oberen, ungestörten Seitenbands
ausgelöscht. Aus E3 kommt folglich das Schwingungsgemisch
W + D heraus. Dieses ist befreit von E; gleichzeitig ist nun
D eine Zweiseitenbandschwingung mit ungestörtem oberen
Seitenband (s. die Seitenbanddarstellung in Fig. 17 rechts
daneben).
W + D geht nun in E4 hinein. In E4 wird das W störende
Zweiseitenband D mittels seines oberen, ungestörten Seitenbands
ausgelöscht. Aus E4 kommt folglich das ungestörte Basisband
W des Wunschsenders heraus (s. die Seitenbanddarstellung in
Fig. 17 rechts daneben).
Die Schaltungsanordnung ist also so ausgelegt, als wenn 4 Störer
D, E, F, G in folgendem Sinne vorhanden wären:
G überlappt F, F überlappt E, E überlappt D und D überlappt den Wunschsender.
G überlappt F, F überlappt E, E überlappt D und D überlappt den Wunschsender.
Der Betrachter der Schaltungsanordnung wird daher die Frage
stellen, wie man entstört, wenn eine der
Zweiseitenbandschwingungen D, E, F von dem frequenzhöheren
Nachbarn nicht überlappt wird.
Antwort: Darüber kann man sich wegen der verringerten Zahl
notwendiger Entstör-Kompensationen an sich freuen. Dann ist
das nicht überlappte obere Seitenband dieser
Zweiseitenbandschwingung schon das erste, das der Empfänger
in der Reihenfolge der Entstör-Kompensation zum Wenden und
negativ Addieren nimmt. Das bedeutet aber, daß man oberhalb
dieses Seitenbandes das Frequenzband mittels Tiefpaß abschneiden
muß. Hierzu dient der Tiefpaß TP2 des Empfängers ohne
Entstöreinrichtung Em in Fig. 17 oben. Dieser Tiefpaß ist von
Hand einstellbar. Er ist bei der Bedienung des Empfängers
so einzustellen, wie man auch sonst einen Bandbreite-Einsteller
bedient - nach Gehör, bis der Empfang klar ist. Der Tiefpaß
sollte stetig einstellbar sein im Bereich 2,5 bis 45 kHz.
Zum Verständnis erinnern wir an folgendes:
Der Tiefpaß TP2 hatte beim oben beschriebenen Empfänger A (ohne Entstör-Kompensation, d. h. ohne Störer) die Aufgabe, das demodulierte Einseitenband-Schwingungsgemisch W des Wunschsenders an seinem oberen Ende abzuschneiden; denn das, was danach kommt, sind frequenzumgesetzte Zweiseitenbandschwingungen der Nachbarkanäle. Beim Empfänger B (für einen und nur einen Störer) hatte TP2 entsprechend die Aufgabe, oberhalb der um den Störer D erweiterten "Niederfrequenz W + D das Frequenzband abzuschneiden.
Der Tiefpaß TP2 hatte beim oben beschriebenen Empfänger A (ohne Entstör-Kompensation, d. h. ohne Störer) die Aufgabe, das demodulierte Einseitenband-Schwingungsgemisch W des Wunschsenders an seinem oberen Ende abzuschneiden; denn das, was danach kommt, sind frequenzumgesetzte Zweiseitenbandschwingungen der Nachbarkanäle. Beim Empfänger B (für einen und nur einen Störer) hatte TP2 entsprechend die Aufgabe, oberhalb der um den Störer D erweiterten "Niederfrequenz W + D das Frequenzband abzuschneiden.
Hier beim Empfänger C hat TP2 jetzt je nach Fall die Aufgabe,
oberhalb W oder oberhalb W + D oder oberhalb W + D + E oder oberhalb
W + D + E + F oder oberhalb W + D + E + F + G das Frequenzband abzuschneiden.
"Oberhalb" heißt dabei: mit hoher Flankensteilheit und genau
am Ende des oberen Seitenbandes der obersten
Zweiseitenbandschwingung der alternativ genannten Summen der
sich gegenseitig überlappenden Zweiseitenbänder, und zwar bei
derjenigen der genannten Summen, deren oberstes Seitenband
frei ist von Überlappung.
Das Abschneiden ist notwendig; sonst werden beim Wenden
Schwingungen eingeschleppt", die oberhalb des ersten
nicht-überlappten oberen Seitenbandes liegen.
Die Tiefpässe TP3 bis TP6 der Entstöreinrichtungen E1 bis E4
sind fest eingestellte Tiefpässe. Sie werden bei der Fertigung
einmalig eingestellt oder sind für ihren Festwert dimensioniert,
nämlich:
bei einem Kanalraster 9 kHz: auf 36 kHz, 27 kHz, 18 kHz, 9 kHz;
bei einem Kanalraster 5 kHz: auf 20 kHz, 15 kHz, 10 kHz, 5 kHz.
bei einem Kanalraster 9 kHz: auf 36 kHz, 27 kHz, 18 kHz, 9 kHz;
bei einem Kanalraster 5 kHz: auf 20 kHz, 15 kHz, 10 kHz, 5 kHz.
Ihr Abgleich bei der Fertigung ist unkritisch. Näheres s. in
der Erfindungsbeschreibung des Patentes P 40 38 405 C2 und
der korrespondierenden PCT-Anmeldung PCT/DE 91/00929.
Die Entstöreinrichtung E4 ist voll identisch mit derjenigen
für eine Störbefreiung von nur einem Störer, also voll identisch
mit einer der Varianten B1 oder B2 oder B2a (Fig. 13 oder 15
oder 16).
Die übrigen Entstöreinrichtungen unterscheiden sich von der
Entstöreinrichtung E4 nur dadurch, daß statt mit der
Trägerschwingung TD mit der Trägerschwingung TE oder TF oder
TG (und ihren Folgeprodukten) gearbeitet wird. Zu diesen
Unterschieden gehören z. B. die unterschiedlichen Grenzfrequenzen
der Tiefpässe TP3 bis TP6. Bei der Variante B1 existiert
baugleich zu dem Tiefpaß im Ausgang der Entstöreinrichtung
in deren Innern ein Tiefpaß TP* (s. Fig. 13; dort ist es TP3*).
Dieser ändert sich dann natürlich auch. Das Arbeitsprinzip
der aufeinander folgenden Entstöreinrichtungen, wie wir anhand
der Fig. 17 gesehen haben, ist immer dasselbe; es sei jedoch
auf folgendes hingewiesen: Die Entstöreinrichtungen E1 bis
E4 müssen nicht der gleichen Variante (B1, B2, B2a) angehören;
die Varianten dürfen auch gemischt werden.
Noch ein anderer Gedanke:
Wenn nicht alle 4 Frequenznachbarn des Wunschsenders überlappende Störer im beschriebenen Sinne sind, macht der entsprechend eingestellte Tiefpaß die entsprechenden Entstöreinrichtungen funktionslos. Man könnte die Frage stellen, ob man die auf diese Weise funktionslos gewordenen Entstöreinrichtungen dann nicht überbrücken sollte. Dies ist nicht erforderlich; sie bleiben vielmehr in der Schaltung, da in der Reihenfolge der Tiefpässe TP3, TP4, TP5, TP6 der Tiefpaß der jeweils vorangegangenen Entstöreinrichtung eine um einen Kanalabstand (9 kHz oder 5 kHz) höhere Grenzfrequenz hat und infolgedessen in diesen Entstöreinrichtungen praktisch keine Dämpfung oder Phasendrehung stattfindet.
Wenn nicht alle 4 Frequenznachbarn des Wunschsenders überlappende Störer im beschriebenen Sinne sind, macht der entsprechend eingestellte Tiefpaß die entsprechenden Entstöreinrichtungen funktionslos. Man könnte die Frage stellen, ob man die auf diese Weise funktionslos gewordenen Entstöreinrichtungen dann nicht überbrücken sollte. Dies ist nicht erforderlich; sie bleiben vielmehr in der Schaltung, da in der Reihenfolge der Tiefpässe TP3, TP4, TP5, TP6 der Tiefpaß der jeweils vorangegangenen Entstöreinrichtung eine um einen Kanalabstand (9 kHz oder 5 kHz) höhere Grenzfrequenz hat und infolgedessen in diesen Entstöreinrichtungen praktisch keine Dämpfung oder Phasendrehung stattfindet.
Die gesamte Entstör-Kompensation wird also vom Empfänger
automatisch geleistet. Der Benutzer braucht bloß die nach Gehör
beste Grenzfrequenz am Tiefpaß TP2 einzustellen, die - und
das ist neu - nicht bandbeschneidend ist für das Basisband
des empfangenen Wunschsenders, für das zu Gehör kommende
Niederfrequenzband. Daneben hat der Benutzer zu entscheiden,
ob er bei jeweils optimaler TP2-Einstellung den Empfang des
oberen oder aber des unteren Seitenbandes des Wunschsenders
für besser findet und hat den Umschalter für die Wahl des
Seitenbandes entsprechend zu betätigen.
In der Beschreibung der früheren Erfindung, auf der der hier
beschriebene Funkempfänger basiert, wurde der Begriff des
"Ensembles" geprägt. "Ensemble" heißt erfindungsgemäß eine
Folge frequenzbenachbarter, sich überlappender
Zweiseitenbandschwingungen, die zwei Eigenschaften hat:
- 1. Die äußersten Seitenbänder an den beiden Enden des Ensembles sind ungestört.
- 2. Die Überlappungen von Seitenbändern innerhalb des Ensembles dürfen jeweils maximal nur bis zur Trägerfrequenz der benachbarten Zweiseitenbandschwingung reichen bzw. - falls es keinen Träger gibt - bis zu derjenigen Frequenz, zu der die Seitenbänder symmetrisch angeordnet sind.
Vom Standpunkt eines solchen Begriffes aus kann man den hier
beschriebenen Empfänger folgendermaßen klassifizieren:
Er empfängt nicht von vornherein einen einzelnen Sender, sondern
im Einseitenbandempfang wählbar den frequenzoberen oder
frequenzunteren Teil eines Ensembles und selektiert daraus
nach einem neuen Verfahren, der fortgesetzten
Entstör-Kompensation, den Wunschsender. Da es sich um
Einseitenbandempfang handelt, genügt es dann, von der
Ungestörtheit des einen Ensembleendes Gebrauch zu machen.
Der hier beschriebene Empfänger ist (den Wunschsender
mitgerechnet) für 9 nebeneinander liegende Kanäle ausgelegt.
Die hohe mögliche Zahl kommt durch den umschaltbaren
Einseitenbandempfang zustande, durch den man umschaltbar den
oberen oder den unteren Teil des Ensembles empfangen kann.
Wenn man aber als "Wellenjäger" einen Kurzwellenempfänger
"durchdreht", stellt man positiv fest: Es gibt gar keine
Ensembles, die eine so hohe Zahl sich überlappender Sender,
9 nebeneinander liegende Kanäle, umfassen. Dies gilt auch bei
Benutzung einer Antenne ohne Richtwirkung. Der Erfinder hat
zwar noch keine Statistik angefertigt (sie soll noch kommen),
hat sich aber durch Stichproben davon überzeugt, daß die
Kanalzahl von Ensembles im Mittel kleiner ist. Man braucht
ja nur die Rundfunkbereiche durchzugehen, um festzustellen,
nach wieviel Kanälen wieder ein ungestört zu empfangender Sender
kommt. Das heißt: jeder Wunschsender wäre mit dem hier
vorgeschlagenen Empfänger ohne Seitenbandüberlagerung von
Nachbarkanälen ungestört zu empfangen. Zusätzliche Erkenntnis:
Der hier beschriebene Empfänger kann also noch einfacher werden,
indem man ihn mit einer geringeren Zahl von Entstöreinrichtungen
als 4 ausrüstet.
Kombiniert man jedoch die erfindungsgemäße Entstör-Kompensation
mit einer Empfangsantenne mit Richtwirkung derart, daß bei
entsprechender Antennenausrichtung (Nullrichtung) ein Sender
der 4 frequenzoberen oder der 4 frequenzunteren Nachbarkanäle
des Wunschsenders nicht-empfangbar gemacht wird, so tut sich
überhaupt ein Tor zu neuen Möglichkeiten auf. Dann hat man
es nämlich frei in der Hand, demjenigen Nachbarsender die
Eigenschaft des Ensembleendes zu verleihen, den man gerne
überlappungsfrei hätte. Dessen frequenzäußersten Nachbarsender
macht man dann nicht-empfangbar.
Durch die hohe Zahl möglicher Nullrichtungen kann man dabei
nicht nur einen Nachbarsender wählen, von dem aus die beste
Entstör-Kompensation ihren Anfang und ihren Lauf nimmt, sondern
auch dafür Sorge tragen, daß die gewählte Nullrichtung zugleich
eine gute Empfangsrichtung für den Wunschsender darstellt,
eine Empfangsrichtung ohne wesentliche Dämpfung.
Der Einseitenbandempfang eines zweiseitenbandmodulierten Senders
mit einer Antenne mit Richtwirkung ist Stand der Technik. Das
hier vorgeschlagene Verfahren bietet jedoch noch mehr
Möglichkeiten.
Auch schwierige Problemfälle im Kurzwellenbereich wären durch
Kombination von Entstör-Kompensation und Richtantenne lösbar.
Beispiel:
Zwei Sender liegen auf fast derselben Frequenz und sind außerdem noch bezüglich ihrer Seitenbänder oben und unten überlappt. Der eine der beiden Sender sei unser Wunschsender. Vorgehen:
Die beiden sehr nahe beieinanderliegenden Sender werden (vorausgesetzt sie liegen nicht unglücklicherweise in der gleichen Empfangsrichtung) zunächst durch Richtempfang voneinander getrennt. Der Wunschsender wird sodann - von seinem natürlichen Ensembleende her - durch die erfindungsgemäße Entstör-Kompensation entstört.
Zwei Sender liegen auf fast derselben Frequenz und sind außerdem noch bezüglich ihrer Seitenbänder oben und unten überlappt. Der eine der beiden Sender sei unser Wunschsender. Vorgehen:
Die beiden sehr nahe beieinanderliegenden Sender werden (vorausgesetzt sie liegen nicht unglücklicherweise in der gleichen Empfangsrichtung) zunächst durch Richtempfang voneinander getrennt. Der Wunschsender wird sodann - von seinem natürlichen Ensembleende her - durch die erfindungsgemäße Entstör-Kompensation entstört.
Möglicherweise könnte sogar durch eine Entwicklung, die durch
die vorliegende Erfindung in Gang kommt, der für das nächste
Jahrhundert in Aussicht genommene Wellenplan, der für den
AM-Bereich generell Einseitenbandmodulation vorsieht, entfallen
oder unter neuen Gesichtspunkten gegliedert werden.
Zum Schluß nochmals der Hinweis:
Die hier beschriebene Erfindung hatte zwar von der Erfindungsgeschichte her den Kurzwellen-Weltempfänger im Auge. Die hier niedergelegten Erfindungsgedanken haben jedoch auch für die kommerzielle Funktechnik und Nachrichtenübertragung und den Amateurfunk eine grundsätzliche Bedeutung und vor allem für stationäre Empfänger, die mit einer Antenne ohne Richtwirkung arbeiten.
Die hier beschriebene Erfindung hatte zwar von der Erfindungsgeschichte her den Kurzwellen-Weltempfänger im Auge. Die hier niedergelegten Erfindungsgedanken haben jedoch auch für die kommerzielle Funktechnik und Nachrichtenübertragung und den Amateurfunk eine grundsätzliche Bedeutung und vor allem für stationäre Empfänger, die mit einer Antenne ohne Richtwirkung arbeiten.
Claims (10)
1. Funkempfänger zum Einseitenbandempfang
zweiseitenband-amplitudenmodulierter Sender mit
niederfrequenter Entstör-Kompensation
seitenbandüberlappender frequenzbenachbarter Sender, bei
dem die Entstör-Kompensation nach einem Verfahren zum
Entstören einer auszuwertenden Zweiseitenbandschwingung
aus einem Gemisch mehrerer Zweiseitenbandschwingungen
erfolgt, bei denen das untere Seitenband der auszuwertenden
Zweiseitenbandschwingung von dem ihm zugekehrten oberen
Seitenband einer frequenztiefer unmittelbar benachbarten
Zweiseitenbandschwingung ganz oder teilweise störend
überlagert ist, oder das obere Seitenband der
auszuwertenden Zweiseitenbandschwingung von dem ihm
zugekehrten unteren Seitenband einer frequenzhöher
unmittelbar benachbarten Zweiseitenbandschwingung ganz
oder teilweise störend überlagert ist, oder beide
Seitenbänder der auszuwertenden Zweiseitenbandschwingung
von den ihnen zugekehrten Seitenbändern unmittelbar
benachbarten Zweiseitenbandschwingungen ganz oder teilweise
störend überlagert sind, wobei die Entstörung dadurch
erfolgt, daß das untere Seitenband einer jeden
Zweiseitenbandschwingung des Gemischs, deren oberes
Seitenband störend das untere Seitenband der jeweils
unmittelbar benachbarten Zweiseitenbandschwingung
überlappt, und/oder das obere Seitenband einer jeden
Zweiseitenbandschwingung des Gemischs, deren unteres
Seitenband störend das obere Seitenband der jeweils
unmittelbar benachbarten Zweiseitenbandschwingung
überlappt, mittels Mischung oder mehrfacher Mischung in
die Frequenzlage des gestörten oberen bzw. unteren
Seitenbands der jeweiligen Zweiseitenbandschwingung
umgesetzt und mit gleicher Amplitude, aber mit einem dem
Vorzeichen des gestörten oberen bzw. unteren Seitenbands
entgegengesetzten Vorzeichen zum jeweiligen Gemisch
hinzuaddiert wird, wobei die Entstör-Kompensation, d. h.
die Additionen entgegengesetzten Vorzeichens der jeweils
anderen Seitenbänder, nacheinander erfolgen und bei
derjenigen Zweiseitenbandschwingung, die einen oder mehrere
Kanalabstände entfernt sein kann, ihren Anfang nehmen,
deren unteres oder oberes Seitenband von keinem unmittelbar
benachbarten Zweiseitenband störend überlagert ist, und
wobei, nachdem dieses äußerste ungestörte Seitenband zur
ersten Entstör-Kompensation benutzt worden ist, alle
weiteren Entstör-Kompensationen das Ergebnis der jeweils
vorausgegangenen Entstör-Kompensation nach entsprechender
Frequenzumsetzung benutzen, das durch die vorausgegangene
Entstör-Kompensation stets ein äußerstes störbefreites
Seitenband enthält.
2. Funkempfänger nach Anspruch 1,
dadurch gekennzeichnet,
daß mit geeigneter Empfängertechnik ein hochfrequentes Frequenzband, welches bei der Trägerfrequenz des Wunschsenders beginnt und sich einseitig frequenzaufwärts oder einseitig frequenzabwärts erstreckt und, welches nach einer Anzahl von Nachbarkanälen endet,
frequenzumgesetzt wird in einen mit der Frequenz Null beginnenden niederfrequenten Bereich,
daß die Trägerfrequenz des Wunschsenders auf die Frequenz Null abgebildet wird,
daß mittels Umschalters gewählt werden kann, ob das Frequenzband von der Trägerfrequenz des Wunschsenders an frequenzaufwärts oder aber von der Trägerfrequenz des Wunschsenders an frequenzabwärts in den niederfrequenten Bereich umgesetzt wird,
daß im Falle der Verwendung der Empfängertechnik eines Superhets die genannte Umschaltung durch Umschalten auf eine andere Oszillatorfrequenz erfolgt,
daß die Trennschärfe, mit der das gewählte obere oder aber das gewählte untere Frequenzband vor der Frequenzumsetzung in den niederfrequenten Bereich bei der Trägerfrequenz des Wunschsenders abgeschnitten wird, der üblichen Trennschärfe entspricht, wie sie zur Abtrennung eines Seitenbands beim Einseitenbandempfang einer Zweiseitenbandschwingung unter Außerachtlassung von Frequenznachbarn erforderlich wäre,
daß die Anzahl der Nachbarkanäle, nach der das Frequenzband enden soll, gleich der Mindestzahl von Kanälen ist, bei der gemäß allgemeiner Empfangserfahrung immer ein Sender mit ungestörtem äußersten Seitenband zu finden ist,
daß das in den niederfrequenten Bereich umgesetzte Frequenzband mittels eines Tiefpasses (TP2) einstellbarer Grenzfrequenz jeweils genau oberhalb des oberen Seitenbandes derjenigen Zweiseitenbandschwingung abgeschnitten wird, deren oberes Seitenband störungsfrei ist, und
daß der Tiefpaß-Einsteller als Bedienungselement für die manuelle Bedienung so gestaltet wird wie übliche Bandbreiteneinsteller.
daß mit geeigneter Empfängertechnik ein hochfrequentes Frequenzband, welches bei der Trägerfrequenz des Wunschsenders beginnt und sich einseitig frequenzaufwärts oder einseitig frequenzabwärts erstreckt und, welches nach einer Anzahl von Nachbarkanälen endet,
frequenzumgesetzt wird in einen mit der Frequenz Null beginnenden niederfrequenten Bereich,
daß die Trägerfrequenz des Wunschsenders auf die Frequenz Null abgebildet wird,
daß mittels Umschalters gewählt werden kann, ob das Frequenzband von der Trägerfrequenz des Wunschsenders an frequenzaufwärts oder aber von der Trägerfrequenz des Wunschsenders an frequenzabwärts in den niederfrequenten Bereich umgesetzt wird,
daß im Falle der Verwendung der Empfängertechnik eines Superhets die genannte Umschaltung durch Umschalten auf eine andere Oszillatorfrequenz erfolgt,
daß die Trennschärfe, mit der das gewählte obere oder aber das gewählte untere Frequenzband vor der Frequenzumsetzung in den niederfrequenten Bereich bei der Trägerfrequenz des Wunschsenders abgeschnitten wird, der üblichen Trennschärfe entspricht, wie sie zur Abtrennung eines Seitenbands beim Einseitenbandempfang einer Zweiseitenbandschwingung unter Außerachtlassung von Frequenznachbarn erforderlich wäre,
daß die Anzahl der Nachbarkanäle, nach der das Frequenzband enden soll, gleich der Mindestzahl von Kanälen ist, bei der gemäß allgemeiner Empfangserfahrung immer ein Sender mit ungestörtem äußersten Seitenband zu finden ist,
daß das in den niederfrequenten Bereich umgesetzte Frequenzband mittels eines Tiefpasses (TP2) einstellbarer Grenzfrequenz jeweils genau oberhalb des oberen Seitenbandes derjenigen Zweiseitenbandschwingung abgeschnitten wird, deren oberes Seitenband störungsfrei ist, und
daß der Tiefpaß-Einsteller als Bedienungselement für die manuelle Bedienung so gestaltet wird wie übliche Bandbreiteneinsteller.
3. Funkempfänger nach Anspruch 1 oder 2,
dadurch gekennzeichnet,
daß das in den niederfrequenten Bereich umgesetzte Schwingungsgemisch, in welchem das zu entstörende Basisband W des Wunschsenders enthalten ist,
mit dem Problem behaftet ist, daß im günstigsten Falle (Fig. 13) die Zweiseitenbandschwingung D, welche dem Basisband W frequenzaufwärts folgt und dieses durch Überlappung stört, ein oberes Seitenband aufweist, das ungestört ist,
aber im ungünstigen Fall ihrerseits durch Überlappung gestört sein kann von einer frequenzaufwärts benachbarten Zweiseitenbandschwingung E, welche
ihrerseits durch Überlappung gestört sein kann von einer frequenzaufwärts benachbarten Zweiseitenbandschwingung F, welche
ihrerseits durch Überlappung gestört sein kann von einer frequenzaufwärts benachbarten Zweiseitenbandschwingung G, welche
ihrerseits durch Überlappung gestört sein kann vom untersten Seitenband einer weiteren Folge frequenzbenachbarter Zweiseitenbandschwingungen, die sich nach dem gleichen Schema, wie aufgezählt, gegenseitig durch Überlappung stören könnten,
bis zu einer beliebigen Zweiseitenbandschwingung N,
wobei eine ober mehrere der aufgezählten Zweiseitenbandschwingungen E oder F oder G oder auch eine solche bis N ein oberes Seitenband aufweist, das ungestört ist,
wobei frequenzaufwärts die erste bezüglich ihres oberen Seitenbandes ungestörte Zweiseitenbandschwingung den äußersten Störer des Ensembles darstellt,
daß das so beschriebene Schwingungsgemisch in einer Weise frequenzumgesetzt wird, daß die Trägerfrequenz des äußersten Störers auf die Frequenz Null abgebildet wird,
daß das obere störfreie oder störbefreite Seitenband des äußersten Störers von Null an aufwärts abgebildet wird,
daß das untere Seitenband des äußersten Störers ebenfalls von Null an aufwärts abgebildet wird, jedoch mit entgegengesetztem Vorzeichen,
mit der Folge, daß sich die beiden Seitenbänder des äußersten Störers gegenseitig auslöschen;
daß sodann das restliche Schwingungsgemisch dieser Frequenzumsetzung nach Passieren eines Tiefpasses, der es von frequenzoberen Mischprodukten befreit, mit der gleichen Mischfrequenz, mit der es abwärts gemischt worden war, wieder aufwärts gemischt wird,
so daß nach Passieren eines nochmaligen Tiefpasses das ursprüngliche Schwingungsgemisch wieder erscheint, jedoch befreit vom äußersten Störer.
daß das in den niederfrequenten Bereich umgesetzte Schwingungsgemisch, in welchem das zu entstörende Basisband W des Wunschsenders enthalten ist,
mit dem Problem behaftet ist, daß im günstigsten Falle (Fig. 13) die Zweiseitenbandschwingung D, welche dem Basisband W frequenzaufwärts folgt und dieses durch Überlappung stört, ein oberes Seitenband aufweist, das ungestört ist,
aber im ungünstigen Fall ihrerseits durch Überlappung gestört sein kann von einer frequenzaufwärts benachbarten Zweiseitenbandschwingung E, welche
ihrerseits durch Überlappung gestört sein kann von einer frequenzaufwärts benachbarten Zweiseitenbandschwingung F, welche
ihrerseits durch Überlappung gestört sein kann von einer frequenzaufwärts benachbarten Zweiseitenbandschwingung G, welche
ihrerseits durch Überlappung gestört sein kann vom untersten Seitenband einer weiteren Folge frequenzbenachbarter Zweiseitenbandschwingungen, die sich nach dem gleichen Schema, wie aufgezählt, gegenseitig durch Überlappung stören könnten,
bis zu einer beliebigen Zweiseitenbandschwingung N,
wobei eine ober mehrere der aufgezählten Zweiseitenbandschwingungen E oder F oder G oder auch eine solche bis N ein oberes Seitenband aufweist, das ungestört ist,
wobei frequenzaufwärts die erste bezüglich ihres oberen Seitenbandes ungestörte Zweiseitenbandschwingung den äußersten Störer des Ensembles darstellt,
daß das so beschriebene Schwingungsgemisch in einer Weise frequenzumgesetzt wird, daß die Trägerfrequenz des äußersten Störers auf die Frequenz Null abgebildet wird,
daß das obere störfreie oder störbefreite Seitenband des äußersten Störers von Null an aufwärts abgebildet wird,
daß das untere Seitenband des äußersten Störers ebenfalls von Null an aufwärts abgebildet wird, jedoch mit entgegengesetztem Vorzeichen,
mit der Folge, daß sich die beiden Seitenbänder des äußersten Störers gegenseitig auslöschen;
daß sodann das restliche Schwingungsgemisch dieser Frequenzumsetzung nach Passieren eines Tiefpasses, der es von frequenzoberen Mischprodukten befreit, mit der gleichen Mischfrequenz, mit der es abwärts gemischt worden war, wieder aufwärts gemischt wird,
so daß nach Passieren eines nochmaligen Tiefpasses das ursprüngliche Schwingungsgemisch wieder erscheint, jedoch befreit vom äußersten Störer.
4. Funkempfänger nach einem der Ansprüche 1, 2 oder 3,
dadurch gekennzeichnet,
daß die zum Abwärts- und Aufwärtsmischen benutzte Schwingung, wie sie auch in die Mischer (Mi4) und (Mi5) hineingeht, der Trägerschwingung des äußersten Störers frequenzgleich, jedoch gegenüber dieser um 90° phasenverschoben ist, und mittels einer PLL (PLLF2) und eines nachgeschalteten 90°-Phasenschiebers (P2) gewonnen wird,
wobei den Mischern (Mi4) und (Mi5) baugleiche Tiefpässe (TP3* und TP3 ) nachgeschaltet sind, die die frequenzoberen Mischprodukte aussperren,
mit dem Erfolg, daß die Schaltungsanordnung der Fig. 13 nicht nur, wie dort hineingeschrieben, die Aufgabe bewältigt,
W + D von D zu befreien, wenn D äußerster Störer ist, sondern auch W + D + E von E zu befreien, wenn E äußerster Störer ist, W + D + E + F von F zu befreien, wenn F äußerster Störer ist, W + D + E + F + G von G zu befreien, wenn G äußerster Störer ist, und gegebenenfalls so fort.
daß die zum Abwärts- und Aufwärtsmischen benutzte Schwingung, wie sie auch in die Mischer (Mi4) und (Mi5) hineingeht, der Trägerschwingung des äußersten Störers frequenzgleich, jedoch gegenüber dieser um 90° phasenverschoben ist, und mittels einer PLL (PLLF2) und eines nachgeschalteten 90°-Phasenschiebers (P2) gewonnen wird,
wobei den Mischern (Mi4) und (Mi5) baugleiche Tiefpässe (TP3* und TP3 ) nachgeschaltet sind, die die frequenzoberen Mischprodukte aussperren,
mit dem Erfolg, daß die Schaltungsanordnung der Fig. 13 nicht nur, wie dort hineingeschrieben, die Aufgabe bewältigt,
W + D von D zu befreien, wenn D äußerster Störer ist, sondern auch W + D + E von E zu befreien, wenn E äußerster Störer ist, W + D + E + F von F zu befreien, wenn F äußerster Störer ist, W + D + E + F + G von G zu befreien, wenn G äußerster Störer ist, und gegebenenfalls so fort.
5. Funkempfänger nach Anspruch 1 oder 2,
dadurch gekennzeichnet,
daß das in den niederfrequenten Bereich umgesetzte Schwingungsgemisch, in welchem das zu entstörende Basisband W des Wunschsenders enthalten ist, mit dem Problem behaftet ist, daß im günstigsten Falle (Fig. 15) die Zweiseitenbandschwingung D, welche dem Basisband W frequenzaufwärts folgt und dieses durch Überlappung stört, ein oberes Seitenband aufweist, das ungestört ist,
aber im ungünstigen Fall ihrerseits durch Überlappung gestört sein kann von einer frequenzaufwärts benachbarten Zweiseitenbandschwingung E, welche ihrerseits durch Überlappung gestört sein kann von einer frequenzaufwärts benachbarten Zweiseitenbandschwingung F, welche ihrerseits durch Überlappung gestört sein kann von einer frequenzaufwärts benachbarten Zweiseitenbandschwingung G, welche ihrerseits durch Überlappung gestört sein kann vom untersten Seitenband einer weiteren Folge frequenzbenachbarter Zweiseitenbandschwingungen, die sich nach dem gleichen Schema, wie aufgezählt, gegenseitig durch Überlappung stören könnten, bis zu einer beliebigen Zweiseitenbandschwingung N,
wobei eine oder mehrere der aufgezählten Zweiseitenbandschwingungen E oder F oder G oder auch eine solche bis N ein oberes Seitenband aufweist, das ungestört ist,
wobei frequenzaufwärts die erste bezüglich ihres oberen Seitenbandes ungestörte Zweiseitenbandschwingung den äußersten Störer des Ensembles darstellt,
daß das so beschriebene Schwingungsgemisch in einem Mischer (Mi4) mit einer einem Gleichanteil enthaltenden, Schwingung a cos 2π 2fTAt + a/2multipliziert wird,
wobei fTA die Trägerfrequenz des äußersten Störers A ist und 2fTA die doppelte Trägerfrequenz des äußersten Störers A,
wobei a cos 2π 2fTAt eine Schwingung darstellt, die gegenüber der als Sinusschwingung aufgefaßten Trägerschwingung des äußersten Störers A eine Cosinusschwingung mit einer Frequenz ist, die doppelt so hoch ist wie die Trägerfrequenz fTA des äußersten Störers A,
wobei der Gleichanteil, der die Schwingung a cos 2π 2fTAt begleitet, von der Größe a/2 ist,
und wobei nach dem Mischen im Mischer (Mi4) die frequenzoberen Mischprodukte durch einen Tiefpaß (TP3) ausgesperrt werden,
so daß nach dem Passieren dieses Tiefpasses das ursprüngliche Schwingungsgemisch wiedererscheint, jedoch befreit vom äußersten Störer A.
daß das in den niederfrequenten Bereich umgesetzte Schwingungsgemisch, in welchem das zu entstörende Basisband W des Wunschsenders enthalten ist, mit dem Problem behaftet ist, daß im günstigsten Falle (Fig. 15) die Zweiseitenbandschwingung D, welche dem Basisband W frequenzaufwärts folgt und dieses durch Überlappung stört, ein oberes Seitenband aufweist, das ungestört ist,
aber im ungünstigen Fall ihrerseits durch Überlappung gestört sein kann von einer frequenzaufwärts benachbarten Zweiseitenbandschwingung E, welche ihrerseits durch Überlappung gestört sein kann von einer frequenzaufwärts benachbarten Zweiseitenbandschwingung F, welche ihrerseits durch Überlappung gestört sein kann von einer frequenzaufwärts benachbarten Zweiseitenbandschwingung G, welche ihrerseits durch Überlappung gestört sein kann vom untersten Seitenband einer weiteren Folge frequenzbenachbarter Zweiseitenbandschwingungen, die sich nach dem gleichen Schema, wie aufgezählt, gegenseitig durch Überlappung stören könnten, bis zu einer beliebigen Zweiseitenbandschwingung N,
wobei eine oder mehrere der aufgezählten Zweiseitenbandschwingungen E oder F oder G oder auch eine solche bis N ein oberes Seitenband aufweist, das ungestört ist,
wobei frequenzaufwärts die erste bezüglich ihres oberen Seitenbandes ungestörte Zweiseitenbandschwingung den äußersten Störer des Ensembles darstellt,
daß das so beschriebene Schwingungsgemisch in einem Mischer (Mi4) mit einer einem Gleichanteil enthaltenden, Schwingung a cos 2π 2fTAt + a/2multipliziert wird,
wobei fTA die Trägerfrequenz des äußersten Störers A ist und 2fTA die doppelte Trägerfrequenz des äußersten Störers A,
wobei a cos 2π 2fTAt eine Schwingung darstellt, die gegenüber der als Sinusschwingung aufgefaßten Trägerschwingung des äußersten Störers A eine Cosinusschwingung mit einer Frequenz ist, die doppelt so hoch ist wie die Trägerfrequenz fTA des äußersten Störers A,
wobei der Gleichanteil, der die Schwingung a cos 2π 2fTAt begleitet, von der Größe a/2 ist,
und wobei nach dem Mischen im Mischer (Mi4) die frequenzoberen Mischprodukte durch einen Tiefpaß (TP3) ausgesperrt werden,
so daß nach dem Passieren dieses Tiefpasses das ursprüngliche Schwingungsgemisch wiedererscheint, jedoch befreit vom äußersten Störer A.
6. Funkempfänger nach einem der Ansprüche 1, 2 oder 5,
dadurch gekennzeichnet,
daß die Funktion a cos 2π 2fTDt + a/2 durch eine Reihenschaltung folgender Bausteine erzeugt ist (s. Fig. 15),
einer PLL (PLLF2), die die Trägerschwingung des äußersten Störers A frequenz- und phasengenau gewinnt, einem 90°-Phasenschieber (P2), einem Quadrierer (Q), einem Vierpol (A=), der bei der Frequenz Null die doppelte Durchlaßdämpfung hat als bei der Frequenz 2fTA und der bei der Frequenz 2fTA die Phasendrehung Null aufweist,
mit dem Erfolg, daß durch die Schaltungsanordnung W + D von D befreibar ist, wenn D äußerster Störer ist,
W + D + E von E, wenn E äußersten Störer ist,
W + D + E + F von F, wenn F äußerster Störer ist,
W + D + E + F + G von G, wenn G äußersten Störer ist, und gegebenenfalls so fort.
daß die Funktion a cos 2π 2fTDt + a/2 durch eine Reihenschaltung folgender Bausteine erzeugt ist (s. Fig. 15),
einer PLL (PLLF2), die die Trägerschwingung des äußersten Störers A frequenz- und phasengenau gewinnt, einem 90°-Phasenschieber (P2), einem Quadrierer (Q), einem Vierpol (A=), der bei der Frequenz Null die doppelte Durchlaßdämpfung hat als bei der Frequenz 2fTA und der bei der Frequenz 2fTA die Phasendrehung Null aufweist,
mit dem Erfolg, daß durch die Schaltungsanordnung W + D von D befreibar ist, wenn D äußerster Störer ist,
W + D + E von E, wenn E äußersten Störer ist,
W + D + E + F von F, wenn F äußerster Störer ist,
W + D + E + F + G von G, wenn G äußersten Störer ist, und gegebenenfalls so fort.
7. Funkempfänger nach den Ansprüchen 1 und 2,
dadurch gekennzeichnet,
daß das in den niederfrequenten Bereich umgesetzte Schwingungsgemisch, in welchem das zu entstörende Basisband W des Wunschsenders enthalten ist,
mit dem Problem behaftet ist, daß im günstigsten Falle (Fig. 16) die Zweiseitenbandschwingung D, welche dem Basisband W frequenzaufwärts folgt und dieses durch Überlappung stört, ein oberes Seitenband aufweist, das ungestört ist,
aber im ungünstigen Fall ihrerseits durch Überlappung gestört sein kann von einer frequenzaufwärts benachbarten Zweiseitenbandschwingung E, welche ihrerseits durch Überlappung gestört sein kann von einer frequenzaufwärts benachbarten Zweiseitenbandschwingung F, welche ihrerseits durch Überlappung gestört sein kann von einer frequenzaufwärts benachbarten Zweiseitenbandschwingung G, welche ihrerseits durch Überlappung gestört sein kann vom untersten Seitenband einer weiteren Folge frequenzbenachbarter Zweiseitenbandschwingungen, die sich nach dem gleichen Schema, wie aufgezählt, gegenseitig durch Überlappung stören könnten, bis zu einer beliebigen Zweiseitenbandschwingung N,
wobei eine ober mehrere der aufgezählten Zweiseitenbandschwingungen E oder F oder G oder auch eine solche bis N ein oberes Seitenband aufweist, das ungestört ist,
wobei frequenzaufwärts die erste bezüglich ihres oberen Seitenbandes ungestörte Zweiseitenbandschwingung den äußersten Störer des Ensembles darstellt,
daß das so beschriebene Schwingungsgemisch in einem Mischer (Mi4) mit einer Schwingung b cos22πfTAt - b/3 sin22πfTAtmultipliziert wird (s. Fig. 16),
wobei fTA die Trägerfrequenz des äußersten Störers A ist und b sin2πfTAt die Trägerschwingung des äußersten Störers A ist,
wobei b cos 2πfTAt eine Schwingung darstellt, die gegenüber der als Sinusschwingung aufgefaßten Trägerschwingung des äußersten Störers A eine Cosinusschwingung gleicher Frequenz ist,
und wobei nach dem Mischen im Mischer (Mi4) die frequenzoberen Mischprodukte durch einen Tiefpaß (TP3) ausgesperrt werden,
so daß nach Passieren dieses Tiefpasses das ursprüngliche Schwingungsgemisch wiedererscheint, jedoch befreit vom äußersten Störer A.
daß das in den niederfrequenten Bereich umgesetzte Schwingungsgemisch, in welchem das zu entstörende Basisband W des Wunschsenders enthalten ist,
mit dem Problem behaftet ist, daß im günstigsten Falle (Fig. 16) die Zweiseitenbandschwingung D, welche dem Basisband W frequenzaufwärts folgt und dieses durch Überlappung stört, ein oberes Seitenband aufweist, das ungestört ist,
aber im ungünstigen Fall ihrerseits durch Überlappung gestört sein kann von einer frequenzaufwärts benachbarten Zweiseitenbandschwingung E, welche ihrerseits durch Überlappung gestört sein kann von einer frequenzaufwärts benachbarten Zweiseitenbandschwingung F, welche ihrerseits durch Überlappung gestört sein kann von einer frequenzaufwärts benachbarten Zweiseitenbandschwingung G, welche ihrerseits durch Überlappung gestört sein kann vom untersten Seitenband einer weiteren Folge frequenzbenachbarter Zweiseitenbandschwingungen, die sich nach dem gleichen Schema, wie aufgezählt, gegenseitig durch Überlappung stören könnten, bis zu einer beliebigen Zweiseitenbandschwingung N,
wobei eine ober mehrere der aufgezählten Zweiseitenbandschwingungen E oder F oder G oder auch eine solche bis N ein oberes Seitenband aufweist, das ungestört ist,
wobei frequenzaufwärts die erste bezüglich ihres oberen Seitenbandes ungestörte Zweiseitenbandschwingung den äußersten Störer des Ensembles darstellt,
daß das so beschriebene Schwingungsgemisch in einem Mischer (Mi4) mit einer Schwingung b cos22πfTAt - b/3 sin22πfTAtmultipliziert wird (s. Fig. 16),
wobei fTA die Trägerfrequenz des äußersten Störers A ist und b sin2πfTAt die Trägerschwingung des äußersten Störers A ist,
wobei b cos 2πfTAt eine Schwingung darstellt, die gegenüber der als Sinusschwingung aufgefaßten Trägerschwingung des äußersten Störers A eine Cosinusschwingung gleicher Frequenz ist,
und wobei nach dem Mischen im Mischer (Mi4) die frequenzoberen Mischprodukte durch einen Tiefpaß (TP3) ausgesperrt werden,
so daß nach Passieren dieses Tiefpasses das ursprüngliche Schwingungsgemisch wiedererscheint, jedoch befreit vom äußersten Störer A.
8. Funkempfänger nach einem der Ansprüche 1, 2 oder 7,
dadurch gekennzeichnet,
daß die Funktion b cos22πfTDt - b/3 sin22πfTDt erzeugt wird, indem die durch eine PLL (PLLF2) frequenz- und phasengenau gewonnene Trägerschwingung des äußersten Störers A in einem ersten Pfad verarbeitet wird durch einen 90°-Phasenschieber (P2) gefolgt von einem Quadrierer (Q1),
parallel dazu in einem zweiten Pfad verarbeitet wird durch einen Quadrierer (Q2) gefolgt von einem Abschwächer (A1/3) mit dem Abschwächungsfaktor 1/3,
und indem anschließend die Ergebnisse beider Pfade in einem Summationspunkt (S) voneinander subtrahiert werden, mit dem Erfolg, daß durch die Schaltungsanordnung (Fig. 16) nicht nur W + D von D befreibar ist, wenn D äußerster Störer ist, sondern auch W + D + E von E, wenn E äußerster Störer ist, W + D + E + F von F, wenn F äußerster Störer ist, W + D + E + F + G von G, wenn G äußerster Störer ist, und gegebenenfalls so fort.
daß die Funktion b cos22πfTDt - b/3 sin22πfTDt erzeugt wird, indem die durch eine PLL (PLLF2) frequenz- und phasengenau gewonnene Trägerschwingung des äußersten Störers A in einem ersten Pfad verarbeitet wird durch einen 90°-Phasenschieber (P2) gefolgt von einem Quadrierer (Q1),
parallel dazu in einem zweiten Pfad verarbeitet wird durch einen Quadrierer (Q2) gefolgt von einem Abschwächer (A1/3) mit dem Abschwächungsfaktor 1/3,
und indem anschließend die Ergebnisse beider Pfade in einem Summationspunkt (S) voneinander subtrahiert werden, mit dem Erfolg, daß durch die Schaltungsanordnung (Fig. 16) nicht nur W + D von D befreibar ist, wenn D äußerster Störer ist, sondern auch W + D + E von E, wenn E äußerster Störer ist, W + D + E + F von F, wenn F äußerster Störer ist, W + D + E + F + G von G, wenn G äußerster Störer ist, und gegebenenfalls so fort.
9. Funkempfänger nach einem der vorhergehenden Ansprüche,
dadurch gekennzeichnet,
daß der Empfänger (EM) ohne Entstöreinrichtung (Fig. 17) ein hochfrequentes Frequenzband, welches bei der Trägerfrequenz des Wunschsenders beginnt und sich einseitig frequenzaufwärts oder einseitig frequenzabwärts erstreckt, in den niederfrequenten Bereich umsetzt;
daß der Tiefpaß (TP2), dessen Grenzfrequenz von Hand einstellbar ist, dieses Frequenzband oberhalb des oberen Seitenband des äußersten Störers abschneidet, wobei in bekannter Weise das Frequenzband aus dem Basisband W des Wunschsenders und den sich anschließenden Zweiseitenbandschwingungen D, E, F, G und gegebenenfalls bis N besteht,
daß die Entstöreinrichtungen (E1 bis E4) der Reihe nach dem Empfänger ohne Entstöreinrichtung (Em) nachgeschaltet sind,
daß die Entstöreinrichtungen im Sinne der Erfindungsbeschreibung Verwirklichungen der Variante B1 gemäß Schaltungsanordnung Fig. 13 oder der Variante B2 gemäß Schaltungsanordnung Fig. 15 oder der Variante B2a gemäß Schaltungsanordnung Fig. 16 darstellen, wobei die Varianten auch gemischt werden dürfen.
daß der Empfänger (EM) ohne Entstöreinrichtung (Fig. 17) ein hochfrequentes Frequenzband, welches bei der Trägerfrequenz des Wunschsenders beginnt und sich einseitig frequenzaufwärts oder einseitig frequenzabwärts erstreckt, in den niederfrequenten Bereich umsetzt;
daß der Tiefpaß (TP2), dessen Grenzfrequenz von Hand einstellbar ist, dieses Frequenzband oberhalb des oberen Seitenband des äußersten Störers abschneidet, wobei in bekannter Weise das Frequenzband aus dem Basisband W des Wunschsenders und den sich anschließenden Zweiseitenbandschwingungen D, E, F, G und gegebenenfalls bis N besteht,
daß die Entstöreinrichtungen (E1 bis E4) der Reihe nach dem Empfänger ohne Entstöreinrichtung (Em) nachgeschaltet sind,
daß die Entstöreinrichtungen im Sinne der Erfindungsbeschreibung Verwirklichungen der Variante B1 gemäß Schaltungsanordnung Fig. 13 oder der Variante B2 gemäß Schaltungsanordnung Fig. 15 oder der Variante B2a gemäß Schaltungsanordnung Fig. 16 darstellen, wobei die Varianten auch gemischt werden dürfen.
10. Funkempfänger zum Einseitenbandempfang
zweiseitenband-amplitudenmodulierter Sender,
dadurch gekennzeichnet,
daß zwecks optimaler Wiedergabe der Schwingungen tiefer Frequenzen für das menschliche Ohr,
im Falle der Verwendung der Empfängertechnik eines Superhets,
die Zwischenfrequenz durch eine Regelschaltung auf einem konstanten, unter Fertigungsgesichtspunkten festgelegten Wert gehalten wird, und
daß nach Erfüllung dieser Voraussetzung das Filter, welches das eine Seitenband abtrennt, zwecks bester Wiedergabe der Bässe optimal dimensioniert und bei der Fertigung optimal eingestellt wird.
daß zwecks optimaler Wiedergabe der Schwingungen tiefer Frequenzen für das menschliche Ohr,
im Falle der Verwendung der Empfängertechnik eines Superhets,
die Zwischenfrequenz durch eine Regelschaltung auf einem konstanten, unter Fertigungsgesichtspunkten festgelegten Wert gehalten wird, und
daß nach Erfüllung dieser Voraussetzung das Filter, welches das eine Seitenband abtrennt, zwecks bester Wiedergabe der Bässe optimal dimensioniert und bei der Fertigung optimal eingestellt wird.
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
DE4303903A DE4303903C2 (de) | 1992-08-14 | 1993-02-10 | Verfahren zum Entstören des Einseitenbandempfangs zweiseitenband-amplitudenmodulierter Sendersignale und Funkempfänger zum Durchführen des Verfahrens |
Applications Claiming Priority (2)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
DE4226947 | 1992-08-14 | ||
DE4303903A DE4303903C2 (de) | 1992-08-14 | 1993-02-10 | Verfahren zum Entstören des Einseitenbandempfangs zweiseitenband-amplitudenmodulierter Sendersignale und Funkempfänger zum Durchführen des Verfahrens |
Publications (2)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
DE4303903A1 true DE4303903A1 (de) | 1994-02-24 |
DE4303903C2 DE4303903C2 (de) | 1998-09-10 |
Family
ID=6465563
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
DE4303903A Expired - Fee Related DE4303903C2 (de) | 1992-08-14 | 1993-02-10 | Verfahren zum Entstören des Einseitenbandempfangs zweiseitenband-amplitudenmodulierter Sendersignale und Funkempfänger zum Durchführen des Verfahrens |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
DE (1) | DE4303903C2 (de) |
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WO2000011794A1 (en) * | 1998-08-25 | 2000-03-02 | Koninklijke Philips Electronics N.V. | Low if receiver |
DE19752765C2 (de) * | 1996-12-10 | 2000-12-07 | Gustav Heinzmann | Schaltungsanordnung zum Beseitigen von Störsignalen im Empfangssignal eines Funkempfängers, die von Nachbarkanälen ausgehen, mittels Kompensation der Störsignale |
EP1500195A1 (de) * | 2002-05-01 | 2005-01-26 | Ibiquity Digital Corporation | Milderung von störungen zwischen benachbarten kanälen für digitalaudio-fm-rundfunkempfänger |
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DE4038405A1 (de) * | 1990-12-01 | 1992-06-11 | Gustav Dr Ing Heinzmann | Verfahren und schaltungsanordnung zum aussieben des unteren einen oder des oberen anderen seitenbands einer auszuwertenden zweiseitenbandschwingung aus einem gemisch mehrerer sich gegenseitig stoerender zweiseitenbandschwingungen in fernmeldeanlagen, insbesondere in kurzwellen-vielkanal-funkfernsprechanlagen und in kurzwellen-rundfunkanlagen |
-
1993
- 1993-02-10 DE DE4303903A patent/DE4303903C2/de not_active Expired - Fee Related
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EP1500195A1 (de) * | 2002-05-01 | 2005-01-26 | Ibiquity Digital Corporation | Milderung von störungen zwischen benachbarten kanälen für digitalaudio-fm-rundfunkempfänger |
EP1500195A4 (de) * | 2002-05-01 | 2010-01-27 | Ibiquity Digital Corp | Milderung von störungen zwischen benachbarten kanälen für digitalaudio-fm-rundfunkempfänger |
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Publication number | Publication date |
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DE4303903C2 (de) | 1998-09-10 |
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