DE69021665T2

DE69021665T2 - AM-Rauschreduktion.

Info

Publication number: DE69021665T2
Application number: DE69021665T
Authority: DE
Inventors: Amar G Bose; William R Short
Original assignee: Bose Corp
Current assignee: Bose Corp
Priority date: 1989-07-28
Filing date: 1990-07-23
Publication date: 1996-02-01
Anticipated expiration: 2010-07-24
Also published as: US5008939A; EP0410663A3; JP2995077B2; EP0410663A2; ATE126635T1; DE69021665D1; EP0410663B1; JPH03143030A; CA2020901A1

Description

AM-Rauschverringerung

Die Erfindung betrifft den Empfang einer niederfrequenten Informationsamplitude, welche einen hochfrequenten Träger moduliert.
Rundfunk-Kanal-Zuordnungen mit Amplituden-Modulation (AM) stellen den Frequenzabstand zwischen Trägerfrequenzen benachbarter Kanäle auf 10 kHz ein, so daß jedem Kanal eine 10-kHz-Bandbreite ermöglicht wird. Die Bandbreite für ein AM-Doppelseitenband-Signal entspricht dem Zweifachen der Bandbreite des Moduliersignals. Beispielsweise umgibt die Bandbreite des AM-Signals untere und obere Seitenbänder im Frequenzbereich von Fc-Fm bis Fc + Fm, wenn eine AM-Trägerfrequenz Fc und die höchste Modulationsfrequenz Fm ist. Um eine Interferenz bzw. Störung von breiten Bandbreitenübertragungen zu verringern, werden zugeordnete AM-Kanäle in einem lokalen Bereich voneinander weit beabstandet. Jedoch können entfernte AM-Signale sehr leicht lokale Signale stören, wenn gute Übertragungsbedingungen, beispielsweise bei Nacht, herrschen. Eine derartige Störung resultiert gewöhnlich in einem 10-kHz-Pfeifen, welches der Schwebungsfrequenz mit dem Träger der Störstation entspricht. Um die Hörbarkeit dieses Pfeifens zu verringern, umfassen AM-Empfänger normalerweise einen Filter, welcher Audiofrequenzen über 3 kHz nach dem Demodulationsschritt oder im IS-Verstärker ausfiltert. Dieser Filter verhindert eine Wiedergabe von höheren Spektralkomponenten, welche bei einer hohen Wiedergabegüte (high fidelity) erwünscht sind. Somit verringert der Empfänger die Vorteile der Wiedergabegüte bei einer breiten Bandbreitenübertragung.
Das modulierte Signal kann von jedem Seitenband rückgewonnen werden. Einzelne Seitenband(SSB)-Empfänger ermöglichen die Wahl jedes Seitenbandes, um das Rauschen zu verringern. Andere AM-Empfänger demodulieren getrennt die Seitenbänder und addieren die resultierenden demodulierten Signale. Wiederum andere AM-Empfänger haben 10-kHz-Bandpaßfilter auf jedem Seitenband, um die Träger von Störstationen zu erfassen, und weisen variable Sperrfilter zum Verringern des hohen Frequenzrauschens in einem Störkanal benachbarten Seitenbändern auf.
Stereophonische AM-Systeme übertragen Signale mit unterschiedlichen Spektralverteilungen in die beiden Seitenbänder. US-A-3218393, US-A-4018994 und US-A-4641341 (alle von "KAHN") und US-A-4489431 ("ECKLUND") beschreiben verschiedene AM-Stereosysteme. Das erste System überträgt linke und rechte Stereoinformation getrennt in den beiden Seitenbändern. Die zuletzt genannte System-Amplitude und -Phase (das CQUAM-Stereosystem) moduliert die Träger mit der Summe bzw. der Differenz der Stereosignale. Zudem modulieren diese beiden Stereosignale den Träger mit einem niederfrequenten Stereo-Pilotton, welcher das Vorliegen einer Stereoübertragung kennzeichnet. KAHN und ECKLUND offenbaren die Verwendung dieses Pilottons, um den Interferenzeffekt von benachbarten Kanälen durch variable Sperrfilter und eine Kanalvermischung zu verringern.
US-A-4192970 beschreibt ein System zum Reduzieren einer benachbarten Kanalinterferenz bei Radiosystemen, indem das Audio-Frequenzansprechverhalten des Stereokanals, welcher unter dem größeren Interferenzniveau leidet, automatisch verringert wird.
Gemäß einem ersten Aspekt der Erfindung wird ein Empfänger zum Empfangen eines amplitudenmodulierten Signals mit oberen und unteren Seitenbändern geschaffen, wobei der Empfänger aufweist:
einen Empfänger für unabhängigen Seitenbandempfang, so daß demodulierte obere (USB) und untere (LSB) Seitenband-Audiosignale geliefert werden; und
einen Qualitätsdetektor zum Liefern oberer und unterer Qualitätssignale, welche ein unerwünschtes Rauschen in den demodulierten oberen bzw. unteren Seitenband-Äudiosignalen repräsentieren; gekennzeichnet durch
eine Wähleinrichtung, welche auf die Qualitätssignale zum Verarbeiten der oberen und unteren Seitenband-Audiosignale anspricht, so daß ein Audioausgangssignal mit verringertem Rauschen geliefert wird, wobei das Audio-Ausgangssignal (i) lediglich das obere Seitenbandsignal, (ii) lediglich das untere Seitenbandsignal oder (iii) sowohl das obere und untere Seitenbandsignal ist.
Der Qualitätsdetektor kann einen Vorfilter für jedes der oberen und unteren Seitenband-Audiosignale aufweisen. Die Vorfilter können hoch Hochpaßfilter sein.
Der Qualitätsdetektor kann eine Verknüpfungseinrichtung zum differentiellen Kombinieren der demodulierten oberen und unteren Seitenband-Audiosignale aufweisen, um ein Rauschsignal zu liefern, sowie eine Korreliereinrichtung zum Korrelieren des Rauschsignals und des demodulierten Seitenband-Audiosignals im zugeordneten Seitenband, so daß die Qualitätssignale vorgesehen werden. Der Qualitätsdetektor kann ferner Tiefpaßfilter zum Vorsehen der Qualitätssignale aufweisen.
Der Empfänger kann zudem mehrere Bandpaßfilter zum wahlweisen Übertragen von Spektralkomponenten der demodulierten oberen und unteren Seitenband-Audiosignale in zusammenhängenden Frequenzbändern aufweisen sowie eine entsprechende Anzahl an Qualitätsdetektoren und Wähleinrichtungen, die jeweils einem jeweiligen Bandpaßfilter zugeordnet sind, und einer Summiereinrichtung zum Kombinieren der durch die Wähleinrichtungen vorgesehenen Ausgabe-Audiosignale.
Die oder jede Wähleinrichtung kann mehrere variable Leistungsverstärker (gain amplifier) für das Verstärkern von den demodulierten oberen und unteren Seitenband-Audiosignalen zugehörigen Signalen und eine Summiereinrichtung zum Kombinieren der Ausgänge der variablen Leistungsverstärker aufweisen, wobei die variablen Leistungsverstärker jeweils eine Verstärkung aufweisen, die durch den Qualitätssignalen zugehörigen Steuersignaien gesteuert wird.
Der Empfänger kann desweiteren einen Stereodecoder zum Decodieren eines Stereosignals und Erfassen eines Stereo- Pilottons aufweisen, wobei die oder jede Wähleinrichtung zusätzlich auf den erfaßten Stereopilotton anspricht, so daß linke und rechte Stereosignale geliefert werden.
Gemäß einem zweiten Aspekt der Erfindung wird ein Verfahren zum Empfangen eines amplitudenmodulierten Signals mit oberen und unteren Seitenbändern geschaffen, mit den Schritten:
Liefern von demodulierten oberen (USB) und unteren (LSB) Seitenband-Audiosignalen; und
Liefern von oberen und unteren Qualitätssignalen, welche ein unerwünschtes Rauschen in den demodulierten oberen bzw. unteren Seitenband-Audiosignalen repräsentieren; gekennzeichnet durch:
Ansprechen auf die Qualitätssignale durch Verarbeiten der oberen und unteren Seitenband-Audiosignalen, um ein Audio-Ausgangssignal mit verringertem Rauschen zu liefern, wobei das Audio-Ausgangssignal eines aus (i) lediglich das obere Seitenbandsignal, (ii) lediglich das untere Seitenbandsignal oder (iii) sowohl das obere und das untere Seitenbandsignal ist.
Es zeigt:
Fig. 1 ein Blockdiagramm eines erfindungsgemäßen monophonischen Empfängers;
Fig. 2 ein Blockdiagramm eines erfindungsgemäßen stereophonischen Empfängers;
Fig. 3-5 Blockdiagramine von Ausführungsbeispielen von erfindungsgemäßen Qualitätsdetektoren;
Fig. 6 ein Blockdiagramm eines Ausführungsbeispiels einer erfindungsgemäßen Audio-Wähleinrichtung;
Fig. 7 ein Blockdiagramm eines Ausführungsbeispiels eines erfindungsgemäßen variablen Verstärkungsabschnittes;
Fig. 8 ein Blockdiagramm eines Gerätes zum wahlweisen Filtern der Seitenbandsignale;
Fig. 9 eine Frequenzansprechscharr für den selektiven Filter von Fig. 8;
Fig. 10 ein Diagramm eines Ausführungsbeispiels eines erfindungsgemäßen logischen Elementes;
Fig. 11 ein Blockdiagramm eines logischen Elementes und einer Audio-Wähleinrichtung für einen erfindungsgemäßen stereophonischen Empfänger;
Fig. 12 ein Blockdiagramm eines erfindungsgemäßen Mehrband-Empfängers; und
Fig. 13 ein Blockdiagramm einer Wähleinrichtung für den Mehrband-Empfänger von Fig. 12.
In Fig. 1 wird ein Blockdiagramm eines Ausführungsbeispieles eines monophonischen Empfängersystems gemäß der Erfindung dargestellt. Dieses Empfängersystem umfaßt eine Antenne 1, welche mit einem Radiofrequenzverstärker 2 verbunden ist. Der Ausgang des Radiofrequenzverstärkers 2 ist mit einer Mischstufe 3 verbunden. Der andere Eingang der Mischstufe 3 ist mit einem lokalen Oszillator 4 gekoppelt. Der Ausgang der Mischstufe 3 ist mit einem Zwischen-Frequenzverstärker 5 verbunden. Der Ausgang des Zwischen-Frequenzverstärkers 5 ist mit einem unabhängigen Seitenband-Detektor 6 verbunden. Die Ausgänge des unabhängigen Seitenbanddetektors 6 stellen die oberen und unteren Seitenband-Audiosignale der Leitungen 7 bzw. 8 dar. Das obere Seitenband-Audiosignal der Leitung 7 ist mit einer Audio-Wähleinrichtung 11 und mit einem Qualitätsdetektor 9 verbunden. Das untere Seitenband-Audiosignal der Leitung 8 ist wiederum mit der Audio-Wähleinrichtung 11 und dem Qualitätsdetektor 9 verbunden. Die Ausgänge des Qualitätsdetektors 9 stellen obere und untere Qualitätssignale der Leitungen 26 und 27 dar, welche die Qualität des oberen Seitenbandsignals der Leitung 7 bzw. des unteren Seitenbandsignals der Leitung 8 repräsentieren. Diese Qualitätssignale werden einem logischen Element 10 zugeführt. Das logische Element 10 liefert Steuersignale an Leitungen 38, welche die Audio- Wähleinrichtung 11 steuern. Der Ausgang der Audio-Wähleinrichtung 11 ist mit dem den Lautsprecher 13 ansteuernden Audio-Verstärker 12 verbunden.
In Fig. 2 ist ein Blockdiagramm eines Ausführungsbeispiels eines Stereo-Empfängersystems gemäß der Erfindung dargestellt. Dieses System umfaßt ferner, wie in Fig. 1 dargestellt, eine Radio-Empfangsantenne 1, einen Radio-Frequenzverstärker 2, eine Mischstufe 3, einen lokalen Oszillator 4, einen Zwischenfrequenzverstärker 5 und einen unabhängigen Seitenbanddetektor 6. Die Ausgänge des unabhängigen Seitenbanddetektors 6 stellen zudem das obere Seitenband- Audiosignal der Leitung 7 und das untere Seitenband-Audiosignal der Leitung 8 dar. Diese Signale werden dem Qualitätsdetektor 9 und der Audio-Wähleinrichtung 19 zugeführt.
Der Ausgang des Zwischenfrequenzverstärkers 5 ist zudem mit einem CQUAM-Stereodetektor 15 verbunden, welcher ein linkes Stereosignal der Leitung 17, ein rechtes Stereosignal der Leitung 18 und ein Piloterfassungssignal auf der Leitung 16 liefert. Das Piloterfassungssignal der Leitung 16 wird einem logischen Element 14 zugeführt. Die Ausgangssignale des Qualitätsdetektors 9, das obere Seitenband-Qualitätssignal der Leitung 26 und das untere Seitenband-Qualitätssignal der Leitung 27 werden zudem dem logischen Element 14 zugeführt. Der Ausgang des logischen Elementes 14 ist mit der Audio-Wähleinrichtung 19 gekoppelt. Die linken und rechten Stereosignale der Leitungen 17 und 18 werden zudem der Audio-Wähleinrichtung 19 zugeführt. Die Audio-Wähleinrichtung 19 liefert ein linkes Audiosignal der Leitung 20 und ein rechtes Audiosignal der Leitung 21. Diese Signale erregen linke und rechte Verstärker 22 und 23, welche die linken und rechten Lautsprecher 24 und 25 ansteuern.
In Fig. 3 ist ein Blockdiagramm eines Ausführungsbeispiels eines Qualitätsdetektors 9 der Figuren 1 und 2 dargestellt.
Die Eingänge des Qualitätsdetektors 9 stellen das obere Seitenband-Audiosignal der Leitung 7 und das untere Seitenbandaudiosignal der Leitung 8 dar. Diese Signale werden durch zwei 10 kHz Bandpaßfilter 28 und 29 mit hohem Q gefiltert. Die Ausgänge der Bandpaßfilter werden mit Hochund Niedrigniveau-Detektoren 30 und 31 verbunden, um ein oberes Seitenband-Qualitätssignal auf der Leitung 26 und ein unteres Seitenband-Qualitätssignal auf der Leitung 27 vorzusehen.
In Fig. 4 ist ein Blockdiagramm eines alternativen Ausführungsbeispiels des Qualitätsdetektors 9 gezeigt. Die Eingangsignale zum Qualitätsdetektor 9 sind das obere Seitenbandaudiosignal der Leitung 7 und das untere Seitenbandaudiosignal der Leitung 8. Diese Signale werden einem Differenzverstärker 32 und oberen und unteren Multipliziereinrichtungen 33, 34 zugeführt.
Der Ausgang des Differenzverstärkers 32 ist mit den Eingängen der oberen und unteren Seitenband-Multipliziereinrichtungen 33 und 34 direkt bzw. durch einen invertierenden Verstärker 35 verbunden. Das Ausgangssignal der oberen Seitenband-Multipliziereinrichtung 33 wird einem Tiefpaßfilter 36 zugeführt. Das Ausgangssignal des Tiefpaßfiltes 36 stellt das obere Seitenband-Qualitätssignal der Leitung 26 dar. Das Ausgangssignal der unteren Seitenband-Multipliziereinrichtung 34 wird einem Tiefpaßfilter 37 zugeführt. Das Ausgangssignal des Tiefpaßfilters 37 stellt das untere Seitenband-Qualitätssignal der Leitung 27 dar.
In Fig. 5 wird ein alternatives Ausführungsbeispiel des Qualitätsdetektors 9 dargestellt. Das obere Seitenband- Audiosignal der Leitung 7 und das untere Seitenband-Audiosignal der Leitung 8 werden Vorfiltern 39 zugeführt, welche die hochfrequenten Komponenten dieser Signale hervorheben. Die Ausgänge der Vorfilter werden anstelle der Seitenband- Audiosignale in dem mit Fig. 4 identischen Schaltkreis verwendet.
In Fig. 6 ist ein Blockdiagramm eines Ausführungsbeispiels der monophonischen Audio-Wähleinrichtung 11 von Fig. 1 dargestellt. Die oberen und unteren Audio-Seitenbandsignale der Leitungen 7 und 8 sind mit oberen und unteren variablen Verstärkungsabschnitten 48U und 48L verbunden. Die variablen Verstärkungsabschnitte 48 werden durch obere und untere logische Signale von Leitungen 38U und 38L vom logischen Element 10 (Fig. 1) gesteuert.
Die oberen und unteren Audio-Seitenbandsignale der Leitungen 7 und 8 werden zudem in der Summiereinrichtung 51 aufsummiert. Das Ausgangssignal der Summiereinrichtung 51 wird um 1/2 durch den Verstärker 60 multipliziert, welcher zwei variable Verstärkungsabschnitte 498 und 49F versorgt. Der variable Verstärkungsabschnitt 498 empfängt das aufsummierte Signal vom Verstärker 60. Der variable Verstärkungsabschnitt 49F empfängt das durch einen 3 kHz Tiefpaßfilter 52 gedämpfte Signal vom Verstärker 60. Die variablen Verstärkungsabschnitte 498 und 49F empfangen BEIDE und GEFILTERTE logische Signale der Leitungen 388 und 38F vom logischen Element 10. Die Ausgangssignale der variablen Verstärkungsabschnitte 48U, 48L, 498 und 49F werden in der Summiereinrichtung 50 aufsummiert, so daß das Audioausgangssignal geschaffen wird.
In Fig. 7 ist ein Blockdiagramm eines variablen Verstärkungsabschnittes 48, 49 dargestellt. Ein logisches Signal von einer Leitung 38 erregt einen Integrator 39. Der Ausgang des Integrators 39 ist mit dem Steuer-Spannungseingang eines variablen Leistungsverstärkers 42 (gain amplifier) verbunden. Die Steuerspannung ist auf einen Bereich zwischen zwei Versorgungs (Leitungsausgleich) -Spannungen-V&sbplus; und V&submin; durch Begrenzerdioden 40, 41 beschränkt. Das Audio- Eingangssignal wird dem Signaleingang des variablen Leistungsverstärkers 42 zugeführt, so daß ein Audio-Ausgangssignal auf der Leitung 43 vorgesehen wird.
In Fig. 8 ist ein Blockdiagramm eines Gerätes zum wahlweisen Filtern der Seitenbandsignale dargestellt. Ein oberer variabler Filter 44 und ein unterer variabler Filter 45 empfangen das obere Seitenband-Audiosignal der Leitung 7 bzw. das untere Seitenband-Audiosignal der Leitung 8 und, als Steuersignale, das obere Seitenband-Qualitätssignal der Leitung 26 bzw. das untere Seitenband-Qualitätssignal der Leitung 27. Die oberen und unteren variablen Filter 44 und 45 liefern die gefilterten oberen und unteren Seitenband- Audio-Ausgangssignale den Leitungen 46 bzw. 47.
Die Qualitätssignale der Leitungen 26 und 27 steuern die Übertragungseigenschaften der variablen Filter 44 und 45. In Fig. 9 ist eine Schar variabler Filterübertragungs-Eigenschaften dargestellt. Die Grenzfrequenz der Filter 44 und 45 nimmt mit abnehmender Qualität ab.
In Fig. 10 ist ein Diagramm eines Ausführungsbeispiels des logischen Elementes 10 dargestellt. Das obere Seitenband- Qualitätssignal der Leitung 26 erregt "-"-Eingänge von Vergleichseinrichtungen 53A und 53D und einen "+"-Eingang der Vergleichseinrichtung 53F. Das untere Seitenband-Qualitätssignal der Leitung 27 erregt "-"-Eingänge von Vergleichseinrichtungen 53B und 53C und einen "+"-Eingang der Vergleichseinrichtung 53E. Die Vergleichseinrichtungen 53C und 53D vergleichen die Qualitätssignale der Leitungen 26 und 27 mit einem unteren Schwellenwert, welcher durch ein Potentiometer 55 vorgesehen wird. Die Vergleichseinrichtungen 53E und 53F vergleichen die Qualitätssignale der Leitungen 26 und 27 mit einem oberen durch ein Potentiometer 54 vorgesehenen Schwellenwert. Die Vergleichseinrichtungen 53A und 53B vergleichen jedes Qualitätssignal mit der Hälfte des anderen Qualitätssignals. Die Ausgänge der Vergleichseinrichtungen 53 werden durch logische Elemente 56 verarbeitet, so daß Steuersignale auf der Leitung 38 vorgesehen werden. Dieser logische Schaltkreis wirkt derart, daß beide Seitenbänder ausgewählt werden, wenn das Kanalrauschen niedrig ist, und das leise Seitenband gewählt wird, wenn lediglich ein Seitenband Geräusche aufweist, und die gefilterten Seitenbänder ausgewählt werden, wenn beide ein Rauschen aufweisen.
In Fig. 11 ist ein Blockdiagramm eines Ausführungsbeispiels einer logischen Vorrichtung 14 und der Audio-Wähleinrichtung 19 von Fig. 2 dargestellt. Das logische Element 14 umfaßt den Schaltkreis des logischen Elementes 10 von Fig. 10. Zusätzlich wird der Pilot-Erfassungseingang der Leitung 16 mit den logischen Gattern 56A und 56B verbunden, so daß Stereo- bzw. summierte Steuersignale 38 erzeugt werden. Die Wähleinrichtung 19 weist die variablen Verstärkungsabschnitte 48 und 49, die Summiereinrichtung 51, den Leistungsverstärker 60 und den 3 kHz Filter 52, wie in Fig. 6, auf. Zusätzlich hat die Wähleinrichtung 19 linke und rechte Ausgangs-Summiereinrichtungen 57L bzw. 57R für das Kombinieren von Signalen von den variablen Verstärkungsabschnitten 48, 49, 61, um linke und rechte Stereo-Ausgangssignale auf den Leitungen 20 bzw. 21 zu erzeugen. Die linken und rechten Stereo-Eingangssignale der Leitungen 17 und 18 vom CQUAM-Decoder 15 erregen die variablen Verstärkungsabschnitte 61L bzw. 61R, wobei die Verstärkung durch ein "Stereo="Signal vom Gatter 56A gesteuert wird.
In Fig. 12 wird ein Blockdiagramm eines Mehrband stereophonischen Empfängers dargestellt. Der Empfänger umfaßt eine Antenne 1, einen RF-Verstärker 2, eine Mischstufe 3, einen lokalen Oszillator 4, einen IF-Verstärker 5, einen ISB- Detektor 6 und einen CQUAM-Decoder 15, wie in Fig. 2 dargestellt ist. Demodulierte obere und untere Seitenbänder der Leitungen 7 bzw. 8 versorgen einen Qualitätsdetektor 9 und mehrere bandbegrenzte Signalverarbeitungssysteme 58. Der Qualitätsdetektor 9 ist mit zwei Vergleichseinrichtungen 53 verbunden, welche die Qualitätssignale mit einem unteren durch das Potentiometer 55 eingestellten Schwellenwertsignal vergleichen. Die Vergleichseinrichtungs-Ausgangssignale werden durch die logischen Gatter 56 in Verbindung mit dem CQUAM-Piloterfassungssignal der Leitung 16 verarbeitet, so daß ein Stereosteuersignal auf der Leitung 63 erzeugt wird. Das Stereosteuersignal der Leitung 63 steuert die bandbegrenzten Signalverarbeitungssysteme 58 und zwei variable Verstärkungsabschnitte 64. Die Eingänge der variablen Verstärkungsabschnitte 64 sind mit den Signalausgängen des CQUAM-Decoders 15 verbunden, um Stereosignale vorzusehen, wenn die Qualität des erfaßten Signals zufriedenstellend ist.
In den Bandbegrenzungssystemen 58 werden die oberen und unteren Seitenband-Audiosignale der Leitung 7 bzw. 8 durch Bandpaßfilter 59 gefiltert. Die Ausgänge der Bandpaßfilter 59 sind mit Qualitätsdetektoren 9 und den Audio-Wähleinrichtungen 61 verbunden. Die Qualitätsdetektoren 9 steuern die Wählschaltungen 61 durch die logischen Elemente 10, um das reinere Seitenbandsignal hindurchzuführen.
Die Ausgänge der bandbegrenzten Systeme 58 werden mit den Ausgängen der variablen Verstärkungsstufen 64 in linken und rechten Summiereinrichtungen 62L bzw. 62R kombiniert, so daß linke bzw. rechte Ausgangssignale geschaffen werden, welche linke und rechte, nicht dargestellte Stereoverstärker und Lautsprecher erregen.
In Fig. 13 ist ein Blockdiagramm eines Wählgerätes 61 dargestellt. Banddurchlaufene obere und untere Seitenbandsignale von Leitungen 65U bzw. 65L versorgen obere und untere variable Verstärkungsabschnitte 48U bzw. 48L und die Summiereinrichtung 51, wie in Fig. 6 dargestellt. Das Ausgangssignal der Summiereinrichtung 51 wird dem variablen Verstärkungsabschnitt 49 durch den Verstärker 60 zugeführt. Die Ausgangssignale der variablen Verstärkungsabschnitte 48U, 48L und 49 werden in der Summiereinrichtung kombiniert, so daß ein Band-durchlaufenes Ausgangssignal an der Leitung 66 erzeugt wird. Die variablen Verstärkungsstufen 48U, 48L und 49 werden durch die dargestellten logischen Signale der Leitungen 38 und durch die Stereosteuersignals der Leitung 63 gesteuert.
Nachdem die Aufbau-Anordnungen beschrieben wurden, wird nun der Betriebsmodus erläutert. Die vorliegende Erfindung verringert die AM-Interferenzeffekte, die beispielsweise durch benachbarte Übertragungsstationen bewirkt werden. Bei normalen AM-monophonischen Übertragungen trägt das obere Seitenband und das untere Seitenband identische Informationen. Der rückgewonnene Ton ist von beiden Seitenbändern identisch. Jedoch ist es bei Interferenzen sehr wahrscheinlich, daß die Interferenz des einen Seitenbandes sich sehr von der Interferenz des anderen Seitenbandes unterscheidet. Beispielsweise kann eine Interferenzstation im Kanal sein, welche über der Trägerfrequenz der erwünschten Station vorhanden ist, jedoch keine im unterhalb der gewünschten Station angeordneten Kanal. Hierbei tragen die beiden oberen und unteren Seitenbandsignale den gleichen erwünschten Programmton (programm audio), jedoch trägt das obere Seitenband Rauschkomponenten, welche im unteren Seitenband nicht anzutreffen sind.
Die Erfindung setzt einen breiten Bandbreiten-unabhängigen Seitenbandempfänger ein, um simultan beide Seitenbänder zu empfangen. Ein Qualitätsdetektor und eine Audiowähleinrichtung wählen automatisch das Seitenband mit geringerem Rauschen aus und blenden das andere aus. Das Audiosignal des gewählten Seitenbandes erregt herkömmliche Verstärker und Lautsprecher, so daß ein monophonisches Audioprogramm erzeugt wird, welches relativ frei von Rauschen und Verzerrung ist, welche bei einem herkömmlichen monophonischen AM- Verstärker reproduziert würden.
Der erfindungsgemäße Qualitätsdetektor erfaßt die komplette Korrelation des Rauschens in den Seitenbändern zu dem Signal in den Seitenbändern, um ein der Qualität des Signals in jedem Seitenband repräsentatives Signal zu erzeugen. Der Qualitätsdetektor kann zwischen dem Seitenbandrauschen und -signal unterscheiden, da beide Seitenbänder identische erwünschte Signalkomponenten tragen und folglich muß der Unterschied zwischen den Seitenbandsignalen das unerwünschte Rauschsignal sein.
Bei stereophonischen AM-Systemen können die Seitenbänder durch Interferenzen auf ungefähr die gleiche Weise wie bei monophonischen AM beeinflußt werden. Falls beide Seitenbänder frei von Interferenzen sind, wird ein herkömmlicher CQUAM-Detektor zum Demodulieren eines kompletten Bandbreitenstereosignals eingesetzt. Wenn das eine oder das andere Seitenband durch Interferenzen beeinflußt wird, wird das rauschende Seitenband ausgeblendet und das leise Seitenband reproduziert. Die Verringerung des Rauschens und der Interferenz versetzt die unvollkommene Demodulation des Tons, wenn die monophonische Reproduktion eines Seitenbandes nicht mit der Summe des linken und rechten übertragenen Audiokanals im CQUAM-System identisch ist. Wenn das Qualitätserfassungsgerät erfaßt, daß beide Seitenbänder ein erhebliches Rauschen aufweisen, kann das System monophonisch betrieben werden, indem das von den rekonstruierten Seitenbandsignalen abgeleitete Signal sowohl dem linken als auch dem rechten Ausgang des Verstärkers zugeführt wird.
Wiederum bezugnehmend auf Fig. 1 weist der verbesserte monophonische Verstärker eine herkömmliche AM- Empfänger- Topologie mittels des IF-Verstärkers 5 auf. Diese Topologie umfaßt einen herkömmlichen RF-Verstärker 2, den lokalen Oszillator 4, die Mischstufe 3 und die IF-Verstärkerstufe 5. Der lokale Oszillator 4 weist eine ausreichende Freiheit an Phasenrauschen auf, so daß das Einbringen von hörbarem Rauschen in die unabhängigen Seitenband-Erfassungsschaltungen 6 vermieden wird.
Die beiden Seitenbänder im Ausgang des Zwischenfrequenzverstärkers 5 können auf verschiedene bekannte Arten unabhängig erfaßt werden. Zwei bekannte Verfahren stellen das Filterverfahren und das Phasenverfahren dar. Diese beiden Verfahren sind in Referenzdokumenten, wie etwa das Handbuch der ARRL Radioamateure beschrieben. Zusätzlich können allgemein verfügbare integrierte Schaltungen eingesetzt werden, welche beispielsweise bei KAHN im US-Patent 4,641,341 beschrieben sind. Ein derartiges Verfahren ist in den unabhängigen Seitenband-Erfassungsschaltungen 6 realisiert, so daß die demodulierten oberen und unteren Seitenbandsignale der Leitung 7 bzw. 8 erzeugt werden.
Die oberen und unteren Seitenbandsignale der Leitungen 7 und 8 erregen den Qualitätsdetektor 9, welcher obere und untere Qualitätssignale auf den Leitungen 26 bzw. 27 erzeugen, welche den Betrag an unerwünschten, in jedem Seitenband vorliegenden Rauschsignal kennzeichnen.
Es gibt zwei beispielhafte Verfahren zur Erzeugen dieses Qualitätssignals. Das erste ist in Blockdiagrammform in Fig. 3 dargestellt. Bezugnehmend auf Fig. 3 durchläuft das 10 kHz Pfeifsignal in jedem der beiden Seitenbänder obere und untere 10 kHz Bandpaßfilter 28 bzw. 29 mit hohem Q. Ein Seitenband, welches mehr von diesem 10 kHz Signal aufweist, hat wahrscheinlich höhere Interferenzsniveaus als ein Seitenband mit einem geringen 10 kHz Gehalt. Das Niveau des 10 kHz Signals in jedem Seitenband wird durch das Ausgangssignal der oberen und unteren Niveaudetektoren 30 bzw. 31 dargestellt.
Ein weiteres Verfahren zum Bestimmen der Qualität der oberen und unteren Seitenbänder liefert ein Signal, welches dynamisch den vorliegenden Interferenzumfang darstellt, wenn sich die Modulation der Interferenzstation ändert. Dieses Verfahren ist in der Qualitäts-Erfassungsschaltung von Fig. 4 dargestellt. Der Qualitätssignalschaltkreis subtrahiert ein Seitenband-Audiosignal vom anderen mittels der Kombiniereinrichtung 32. Bei dem monophonischen System sind bei Abwesenheit jeglicher Interferenz die beiden Seitenband-Audiosignale identisch und ihre Differenz nähert sich Null an. Bei vorliegen von Interferenz stellt das Differenzsignal einfach die Interferenz dar. Die beiden Seitenband-Audiosignale werden jeweils durch das Differenzsignal in der oberen und unteren Multipliziereinrichtung 33 bzw. 34 multipliziert und die Ergebnissignale werden durch den oberen und unteren Filter 36 bzw. 37 tiefpaßgefiltert. Die invertierende Verstärkungsstufe 35 invertiert das Differenzsignal, bevor es der unteren Seitenband-Multipliziereinrichtung 34 zugeführt wird. Diese Inversion bewirkt, daß das Ausgabezeichen der unteren Seitenband-Multipliziereinrichtung 34 mit dem der oberen Seitenband-Multipliziereinrichtung 33 gleich gehalten wird.
Die Ausgänge der Multipliziereinrichtungen 33 und 34 messen die Korrelation zwischen dem Rauschsignal und jedem der beiden Seitenband-Audiosignale. Ein niedriges Niveau an Rauschkorrelation liefert einen niedrigen Ausgang von den oberen und unteren Filtern 26 und 27 und kennzeichnet ein hohes Qualitätssignal. Bei Rauschanwesenheit nimmt das Ausgangssignal der Filter zu.
Beispielsweise wird das obere Seitenbandsignal der Leitung 7 durch Rauschen beeinflußt, während das untere Seitenbandsignal der Leitung 8 rauschfrei ist. Hierbei entspricht das Differenzsignal hauptsächlich dem Rauschen und der Interferenz im oberen Seitenbandsignal der Leitung 7. Die Korrelation zwischen diesem Signal und dem reinen unteren Seitenband-Audiosignal der Leitung 8 wird im wesentlichen Null sein und das Ausgangssignal des unteren Filters 37 gering. Jedoch wird die Korrelation zwischen dem Differenzsignal und dem beeinflußten oberen Seitenbandsignal der Leitung 7 hoch sein, da das Rauschen in beiden Signalen auftritt. Somit wird das Ausgangssignal des oberen Tiefpaßfilters 36 hoch sein. Auf diese Weise kann die Qualität jedes Seitenband-Audiosignals quantitativ beurteilt werden, so daß repräsentative obere und untere Seitenband-Qualitätssignale der Leitungen 26 und 27 vorgesehen werden.
Die oberen und unteren Tiefpaßfilter 36 und 37 schließen vorzugsweise alle normalen Modulierungs-Audiofrequenzen oder alle niederfrequenten Stereopilottöne bei Verwendung aus. Jedoch ist deren Bandbreite vorzugsweise breit genug, um Interferenzsniveauänderungen zu folgen, welche resultieren, wenn ein sich bewegender Empfänger (beispielsweise in einem Fahrzeug) durch Bereiche mit hoher und niedriger Interferenz bewegt. Eine Bandbreite in der Größenordnung von 10 Hz wurde wirkungsvoll eingesetzt.
Eine Modifikation des oben diskutierten Verfahrens zum Ableiten eines Qualitätssignals wurde in dem System von Fig. 5 eingesetzt. Bezugnehmend auf Fig. 5 empfangen obere und untere Vorbetonungsfilter 38 (preemphasis filter) das obere Seitenbandsignal der Leitung 7 und das untere Seitenbandsignal der Leitung 8. Durch das Hervorheben hoher Frequenzen liefern die Vorfilter Signale, welche repräsentativer für die Interferenz im Hochfrequenzbereich des Audiobandes und Qualitätssignale, welche repräsentativer für eine hochfrequente Interferenz sind. Bei hochfrequenter Information wird angenommen, daß sie bei der Seitenbandauswahl bedeutender ist, aufgrund der hochfrequenten Eigenschaft von benachbarter Trägerstörung. Ein Shelf-Filter erster Ordnung, welcher bei 1 kHz zu steigen beginnt und bei 10 kHz zu einem flachen Ansprechverhalten zurückkehrt, wurde in zufriedenstellender Weise als Vorfilter eingesetzt.
Wiederum bezugnehmend auf Fig. 1 wurden die Qualitätssignale der Leitungen 26 und 27 der logischen Vorrichtung 10 zugeführt, welche bestimmt, welches Seitenband durch die Audio-Wähleinrichtung 11 ausgewählt wird. Eine geeignete logische Vorrichtung 10 ist in Fig. 10 dargestellt. Wenn beide Qualitätssignale der Leitungen 26 und 27 unterhalb einem gewissen unteren durch das Potentiometer 55 eingestellten Schwellenwert sind, sind beide Seitenbänder im wesentlichen frei von Tonrauschen. Dann bewirkt das logische Element 10 ein Schalten des Schaltkreises 11 (Fig. 1), so daß die Summe von beiden Seitenbändern vorgesehen wird. Eine "1" an dem "wähle beide"-Ausgang der Leitungen 38 signalisiert diesen Zustand. Durch die Verwendung der Summe wird eine gewisse Signal-Rausch-Verhältnisverbesserung gegenüber derjenigen, bei welcher jedes Seitenband allein eingesetzt wird, erzeugt.
Falls eines der Qualitätssignale der Leitungen 26 und 27 den unteren Schwellenwert übersteigt, weist dieses Seitenband Audiorauschen auf. Anschließend bewirkt das logische Element 10, daß die Audio-Wähleinrichtung 11 (Fig. 1) das seitenband-Audio wählt, welches im wesentlichen frei von hörbarem Rauschen ist. Eine "1" an einem der "wähle niedrig"- und "wähle hoch"-Ausgänge der Leitungen 38 kennzeichnet das rauschfreie Seitenband. Das Gerät wählt das Seitenbandaudio mit niedrigerem Rauschen, falls beide Qualitätssignale den unteren Schwellenwert übersteigen.
Es kann von Vorteil sein, diese Schwellenwerte variabel, beispielsweise von der Erfassung des Stereopilotsignals abhängend auszugestalten. Beim Empfang einer Stereoübertragung kann es wünschenswert sein, einen höheren Wert für den unteren Schwellenwert als bei einer monophonischen Übertragung einzustellen. Bei einer monophonischen Übertragung wird keine Information verloren, wenn das Audiosignal von einem einzelnen Seitenband abgeleitet wird. Durch die Änderung des Niveaus des Schwellenwertes nach der Erfassung eines Stereopilotsignals kann der Empfänger im Stereoempfangsmodus für hohe Interferenzniveaus bleiben, so daß das Erzeugen von von Zuhörern bevorzugter Stereoinformation fortgeführt werden kann.
Bei einem Ausführungsbeispiel vergleicht ein Hysterese- Schaltkreis die Qualitätssignale und, wie in Fig. 10 dargestellt, steuern die Vergleichseinrichtungs-Ausgangssignale einen Flip-Flop an. Bei den den Flip-Flop schaltenden Vergleichseinrichtungen muß ein Qualitätssignal das andere um 6 dB übersteigen. Falls die Qualitätssignale fast gleich sind, tritt keine Änderung bei der Seitenbandwahl auf. Diese Anforderung unterstützt das Vermeiden von vielen Wahländerungen in einem kurzen Zeitintervall.
Falls beide Qualitätssignale einen zweiten höheren durch das Potentiometer 54 eingestellten Schwellenwert übersteigen, weisen beide Seitenbänder hohe Rauschniveaus auf. Hierbei wählt der Schaltkreis dennoch das höhere Qualitätssignal, wenn die Qualitätssignale sich um 6 dB unterscheiden. Andernfalls bewirkt die logische Schaltung 10 ein Schalten der Schaltung 11, so daß eine tiefpaßgefilterte Summe der beiden Seitenbänder ausgewählt wird. Eine "1" am "gewählten gefilterten"-Ausgang der Leitung 38 signalisiert diese Wahl. Somit arbeitet der vorgeschlagene Empfänger wirkungsvoll als konventioneller Übertragungsempfänger mit einem engeren Audio-Durchgangsband, wenn der komplette Kanal ein starkes Rauschen aufweist.
Da das Schalten zwischen Seitenbändern dynamisch und mit einer relativ schnellen Rate stattfinden kann, ermöglicht dieses System das Auswählen eines besseren Seitenbandtons, wenn die Modulation der Interferenzstation variiert. Folglich kann das System bei Interferenzstationen sowohl oberhalb als auch unterhalb der gewünschten Station das obere Seitenband auswählen, wenn die Interferenzstation über der gewünschten Station ein geringes Interferenzniveau aufweist, und kann zum unteren Seitenband umschalten, wenn das Interferenzniveau der oberen Station zunimmt. Das System wählt konstant das Seitenband mit dem geringeren Rauschen 2a entsprechend den oben ausgeführten Kriterien aus.
Zeitweise kann dieses Schalten hörbare Interferenzen hervorrufen. Falls kein Seitenband rauschfrei ist, ändert sich der Charakter des Hintergrundrauschens, wenn das gewählte Seitenband geändert wird. Gemäß einem weiteren Aspekt der Erfindung werden die Seitenband-Audiosignale überblendet, wenn das zum Verringern hörbarer Schaltstörungen gewählte Seitenband geändert wird. Wenn die logische Schaltung 10 die Wahl des anderen Seitenbandes signalisiert, reduziert der Schaltkreis allmählich das Niveau eines Seitenbandes, während das Niveau des anderen erhöht wird. Die durch einen Zuhörer wahrgenommene Programmlautstärke scheint sich nicht zu ändern, da die komplette Audiospannungsamplitude auf einem im wesentlichen konstanten Niveau gehalten wird. Da sich das Rauschen allmählich von dem im vorgenannt gewählten Seitenband zu dem im neuerlich gewählten Seitenband ändert, ist die Änderung weniger wahrnehmbar und erheblich weniger beanstandbar.
Ein wesentliches Ausführungsbeispiel einer Schaltung, welche dieses Überblenden erreicht, ist im Blockdiagramm von Fig. 7 dargestellt. Ein logisches Signal vom logischen Schaltkreis 10 der Leitung 38 steuert einen integrierenden Verstärker 39 an. Wenn das logische Signal der Leitung 38 den Zustand ändert, gibt der Integrator zunehmende oder abnehmende Flanken in Abhängigkeit von der Richtung der Zustandsänderung aus. Der Ausgang des Integrators 39 steuert den variablen Leistungsverstärker 42, welcher das Niveau des zugehörigen Audiosignals variiert. Der Integratorausgang ist auf den Bereich zwischen den beiden Energieversorgungsleitungen durch Dioden 40 und 41 begrenzt. Das Audio-Ausgangssignal am Ausgang 43 wird auf Null abgesenkt oder auf Maximum hochgestellt, indem der variable Leistungsverstärker derart eingestellt wird, daß er eine Verstärkung von 0 und 1 an den unteren bzw. oberen Leitungsniveaus aufweist.
Eine die variablen Verstärkungsabschnitte 48 und 49 (Fig. 7) verwendende Audio-Wähleinrichtung 11 ist in Fig. 6 dargestellt. Die logischen Signale vom logischen Element 10 der Leitungen 38 steuern vier variable Leistungsabschnitte 48U, 48L, 498, 49F. Die variablen Verstärkungsabschnitte 48U und 48L empfangen obere und untere Seitenband-Audiosignale der Leitungen 7 bzw. 8. Die variablen Verstärkungsabschnitte 49F und 498 empfangen gefilterte und ungefilterte Versionen des Durchschnittes der Seitenbandsignale. Die Summiereinrichtung 50 kombiniert die Ausgänge von allen vier variablen Verstärkungsabschnitten 48U, 48L, 498, 49F, so daß der Ausgang der Wähleinrichtung erzeugt wird. Wenn die logische Vorrichtung 10 von einem "1"-Ausgang zu einem anderen umschaltet, schwächt das vorab gewählte Signal auf "0" ab, und das neue Signal erreicht "Maximale" Geltung (es ist festzustellen, daß lediglich eine der vier Steuerleitungen 38 "1" zu irgendeiner früheren Zeit aufweisen kann) Wenn das logische Element zwischen oder unter zwei oder mehr "1"-Niveaus bei einer hohen Rate schaltet, werden die entsprechenden Signale miteinander vermischt.
Eine weitere Modifikation des Empfängers kann variable Grenzfilter aufweisen, welche durch die beiden Seitenband- Audiosignale der Leitungen 7 und 8 erregt werden. Die variablen Filter filtern jeden Seitenbandton gemäß dem zugehörigen Qualitätssignal, wie in Fig. 8 dargestellt ist. Wenn das Qualitätssignal für eines der Seitenbänder niedrig ist, welches ein Seitenband mit niedrigen Niveaus an hörbarem Rauschen darstellt, hat der zugehörige variable Filter im wesentlichen keine Wirkung. Wenn die Qualität abnimmt und das Qualitätssignal der Leitung 26 oder 27 zunimmt, wirkt der zugeordnete variable Filter zuerst als ein Band-Zurückweisungsfilter mit hohem Q, welcher bei 10 kHz seinen Mittelpunkt aufweist. Auf diese Weise weist der variable Filter das 10 kHz Pfeifen zurück, ohne daß der hochfrequente Inhalt des Audio-Signals wesentlich verringert wird. Wenn das Qualitätssignal weiter zunimmt, was höhere Interferenzniveaus kennzeichnet, nimmt das Q des Filters ab, um das Audiosignal tiefpaßzufiltern. Der Filter wirkt anschließend als variabler Grenztiefpaßfilter, wobei das Filter-Q durch das Niveau des Qualitätssignals bestimmt wird. Eine Schar Filterkurven, welche diesen variablen Filter kennzeichnen, ist in Fig. 9 dargestellt.
Variable Filter 44 und 45 ermöglichen dem zweiten Schwellenwert der logischen Schaltungen, nach oben einstellbar zu sein. Falls beide Seitenbänder ein gewisses Rauschen aufweisen, ermöglicht die variable Filterannäherung die Verwendung von individuellen Bändern mit zunehmenden Rauschniveaus, bevor zum stark gefilterten, die beiden Bändersignale verwendenden Zustand umgeschaltet wird.
Wiederum bezugnehmend auf Fig. 2 wird darin eine Anpassung des verbesserten Empfängers für AM CQUAM-Stereo-Übertragungen dargestellt. Wenn der Empfänger auf eine CQUAM-Stereo- Übertragung eingestellt wird (wie durch die Anwesenheit eines Pilotsignals der Leitung 16 bestimmt wird), kann die logische Vorrichtung 14 das Schalten des Schaltkreises 19 ermöglichen, so daß der Ausgang des Stereodekoders 15 gewählt wird.
Ein Ausführungsbeispiel der logischen Vorrichtung 14 und der Schaltung 19 für CQUAM-Stereo ist in Fig. 11 dargestellt. Die logische Vorrichtung 14 spricht auf das Piloterfassungssignal der Leitung 16 an, um ein "Stereo"-Signal der Leitungen 38 zu erzeugen, welches einen Stereoempfang ermöglicht. Der Stereoempf ang wird nur ermöglicht, wenn beide Seitenbänder eine gute Qualität aufweisen, welche durch eine 1 des "summierten" Ausgangs einer monophonischen logischen Vorrichtung 10 dargestellt wird. Wenn ein Stereoempfang ermöglicht wird, trägt eine "Stereo"-Leitung der Steuerleitungen 53 eine "1" und die anderen Steuerleitungen tragen jeweils "0", so daß sich die verarbeiteten und unverarbeiteten Versionen der Seitenbänder der Leitungen 7 und 8 auf "0" abschwächen und die CQUAM-Detektor Eingänge der Leitungen 17 und 18 maximale Geltung erlangen.
Der Ausgang der Wähleinrichtung 19 wird in linke und rechte Ausgänge 20 bzw. 21 getrennt. Die verarbeiteten und unverarbeiteten linken und rechten Seitenbandsignale werden mittels der Steuerung der logischen Signale der Leitung 38, wie oben beschrieben, zugeführt. Die linken und rechten Stereosignale von den variablen Verstärkungsabschnitten 61L und 61R erregen die linken und rechten Summiereinrichtungen 57L bzw. 57R, wenn sie durch ein "Stereo"-Signal der Leitung 38 eingeschaltet werden.
Die logische Vorrichtung 14 kann ferner zusätzliche Signale von dem Stereodekoder verwenden. Beispielsweise mißt die durch den CQUAM-Decoder 15 entwickelte AVC-Spannung die Radiofrequenzsignalstärke und kann somit zum Verändern der Schwellenwerte verwendet werden, bei welchen das Umschalten stattfindet.
Bei einem weiteren Ausführungsbeispiel des Empfängers kann der CQUAM-Stereoempfang bei Rauschbedingungen beibehalten werden, indem ein CQUAM-Detektor eingesetzt wird, welcher das phasenmodulierte Differenzsignal mit einem Summensignal kombiniert, welches von den Seitenbändern rekonstruiert wurde.
Der Empfänger von Fig. 2 kann zudem derart modifiziert werden, daß er eine KAHN/HAZELTINE-Stereo-Übertragung empfängt, indem der CQUAM-Decoder 15 durch einen geeigneten Pilotsignalsensor ersetzt wird. Da die beiden Seitenbänder jeweils der linke und rechte Kanal in einer KAHN/HAZELTINE- Übertragung sind, wenn eine Stereoübertragung erfaßt wird, können die Kanäle in geeigneter Weise durch einen geeignet modifizierten Schaltungsschaltkreis 19 ausgewählt werden.
Falls beide Stereoübertragungstypen empfangen werden können, kann ein zusätzlicher Detektor zur Schaltung von Fig. 2 hinzugefügt werden, um die Frequenz des Pilottones zu erfassen. Der empfangene Stereoübertragungstyp kann aus der Frequenz des Pilottones bestimmt und die geeignete Handlung durchgeführt werden.
Das oben beschriebene System kann für eine noch bessere Durchführung modifiziert werden, indem die das Audiofrequenzband in mehrere zusammenhängende engere Frequenzbänder unterteilt, und indem jedes Frequenzband mit einem komplett getrennten System, wie oben beschrieben, ausgestaltet wird. Beispielsweise kann ein derartiges System den Ton von 50 Hz bis 3 kHz von dem oberen Seitenband, dann 3 kHz bis 8 kHz vom unteren Seitenband und 8 kHz bis 10 kHz von dem oberen Seitenband auswählen, basierend auf den differierenden Rauschniveaus zwischen Seitenbandkomponenten in diesen Frequenzbändern. Zusammen schafft das Ensemble an Bandpaßfiltern eine komplette, aber nicht überlappende Abdeckung des Audiobandes. Der Filterabstand muß nicht gleichförmig sein. Da Mittel- und Hochfrequenzrausch störender ist, kann es von Vorteil sein, mehrere Filter vorzusehen, von denen jeder im höheren Frequenzbereich enger als im niederen Frequenzbereich ist.
Ein Stereoempfänger mit dieser Mehrbandannäherung ist in Fig. 12 dargestellt. (Ein monophonischer Empfänger kann auch ein Mehrbandsystem umfassen.) Die oberen und unteren Seitenbandsignale der Leitungen 7 und 8 steuern verschiedene Frequenzband-Verarbeitungssysteme 58 an, wobei jedes System dem von Fig. 1 ähnlich ist. Um einen Stereoempfang zu ermöglichen, prüfen ein Qualitätsdetektor 9 und Vergleichseinrichtungen 53 auf niedrig rauschende Seitenbänder. Wenn das Seitenbandrauschen ausreichend gering für Stereo ist und ein Pilotsignal vorliegt, nehmen die Ausgangssignale 17 und 18 des CQUAM-Detektors zu bzw. werden eingeblendet und die Ausgangssignale des Frequenzbandprozessors 58 werden ausgeblendet. Der Stereoempfang wird durch eine "1" auf der Stereosteuerleitung 63 angezeigt. Um einen Stereoempfang zu erreichen, steuert diese Leitung die Verstärkung der CQUAM-Ausgänge 17 und 18 und ferner die modifizierten Wählvorrichtungen 61 in den Frequenzbandprozessoren.
Eine Wähleinrichtung 61, welche auf das Stereosteuersignal 63 anspricht, ist in Fig. 13 dargestellt. In Fig. 13 kann der Wähleinrichtungsausgang der Leitung 66 entweder ein banddurchquertes Seitenband oder die Summe aus beiden sein. Eine "1" an der Stereosteuerleitung 63 blendet alle Signale aus. Ein Schalter 67 ermöglicht der Wählvorrichtung ein Arbeiten in zwei unterschiedlichen Modi. Im ersten Modus ist der Schalter 67 auf Masse. Bei diesem Modus wird der Wähleinrichtungsausgang der Leitung 66 auf "0" übergeblendet, wenn die logische Vorrichtung 10 für das Bandverarbeitungssystem ein starkes Rauschen an beiden Seitenbändern anzeigt (durch eine "1" an der "gefilterten" Leitung 38 gekennzeichnet). Beim zweiten Modus wird der Schalter 67 mit der "gefilterten" Leitung 38 verbunden. In diesem Modus wird der Ausgang der Wähleinrichtung bei starker Interferenz die Summe der beiden Seitenbandsignale darstellen (es ist wiederum festzustellen, daß nur eine Leitung 38 eine "1" aufweisen kann). Somit bestimmt die Position des Schalters 67, ob Frequenzbänder mit starkem Rauschen ausgeschaltet oder einfach gemittelt werden. Bei einigen Ausführungsbeispielen würden alle gestörten Bänder ausgeschaltet. Bei anderen Ausführungsbeispielen würden lediglich die hochfrequenten interferierten Bänder ausgeschaltet.
Die bei einem derartigen System verwendete Anzahl an Frequenzbänder hängt von der zulässigen Komplexität und den Kosten des Empfängers ab. Da jedoch das System von Fig. 12 in einer oder mehreren integrierten Schaltungen ausgestaltet sein kann, kann ein komplexes Mehrbandsystem mit vernünftigen Kosten hergestellt werden.
Die Erfindung schafft einen AM-Empfang mit hoher Wiedergabegüte mit verringertem Rauschen. Andere Ausführungsbeispiele sind innerhalb des Schutzumfangs der beigefügten Ansprüche angesiedelt.

Claims

1. Empfänger zum Empfangen eines amplituden-modulierten Signals mit oberem und unterem Seitenband, wobei der Empfänger umfaßt:

einen Empfänger für unabhängigen Seitenbandempfang (6), zum Liefern demodulierter oberer (USB) und unterer (LSB) Seitenband-Audiosignale; und

einen Qualitätsdetektor (9) zum Liefern oberer und unterer Qualitätssignale, welche ein unerwünschtes Rauschen in den demodulierten oberen bzw. unteren Seitenband-Audiosignalen repräsentieren;

gekennzeichnet durch:

eine Wähleinrichtung (11, 19, 61), welche auf die Qualitätssignale zum Verarbeiten der oberen und unteren Seitenband-Audiosignale anspricht, so daß ein Audioausgangssignal mit verringertem Rauschen geliefert wird, wobei das Audio-Ausgangssignal (i) lediglich das obere Seitenbandsignal, (ii) lediglich das untere Seitenbandsignal oder (iii) sowohl das obere und untere Seitenbandsignal ist.

2. Empfänger nach Anspruch 1, wobei der Qualitätsdetektor (9) einen Vorfilter (28, 29, 39) für jedes der oberen und unteren Seitenband-Audiosignale aufweist.

3. Empfänger nach Anspruch 2, wobei die Vorfilter Hochpaßfilter (39) sind.

4. Empfänger nach Anspruch 2, wobei die Vorfilter 10 kHz Banpaßfilter mit hohem Q (28, 29) sind.

5. Empfänger nach einem der Ansprüche 1 bis 3, wobei der Qualitätsdetektor (9) eine Kombiniereinrichtungeinrichtung (32) zum differenzartigen Kombinieren der demodulierten oberen und unteren Seitenband-Audiosignale aufweist, so daß ein Rauschsignal geliefert wird, sowie eine Korreliereinrichtung (33, 34, 35) zum Korrelieren des Rauschsignals und des demodulierten Seitenband-Audiosignals in dem zugeordneten Seitenband, um die Qualitätssignale zu liefern.

6. Empfänger nach Anspruch 5, wobei der Qualitätsdetektor (9) ferner Tiefpaßfilter (36, 37) zum Liefern der Qualitätssignale aufweist.

7. Empfänger nach einem der Ansprüche 1 bis 6, ferner mit variablen Bandpaßfiltern (44, 45), welche auf die Qualitätssignale ansprechen und die demodulierten oberen und unteren seitenband-Audiosignale filtern, wobei die Wähleinrichtung (11, 19) auf den Ausgang der variablen Bandpaßfilter (44, 45) anspricht.

8. Empfänger nach einem der vorstehenden Ansprüche, ferner mit einer Vielzahl von Bandpaßfiltern (59) zum wahlweisen Übertragen von Spektralkomponenten der demodulierten oberen und unteren Seitenband-Audiosignale in benachbarten Frequenzbändern, mit einer entsprechenden Vielzahl von Qualitätsdetektoren (9) und Wähleinrichtungen (61) die jeweils einem entsprechenden Bandpaßfilter (59) zugeordnet sind, und mit einer Summiereinrichtung (62L, 62R) zum Kombinieren der Ausgabe-Audiosignale, welche durch die Wähleinrichtung (61) geliefert werden.

9. Empfänger nach einem der vorstehenden Ansprüche, wobei die oder jede Wähleinrichtung (11, 19, 61) eine Vielzahl von Verstärkern mit variabler Verstärkung (48, 49) zum Verstärken von den den demodulierten oberen und unteren Seitenband-Audiosignalen zugehörigen Signalen und eine Summiereinrichtung (50, 57) zum Kombinieren der Ausgänge der Verstärker mit variabler Verstärkung (48, 49) aufweisen, wobei jeder variable Verstärker mit variabler Verstärkung eine Verstärkung aufweist, welche durch den Qualitätssignalen zugehörigen Steuersignale gesteuert wird.

10. Empfänger nach Anspruch 9, ferner mit einer Logikvorrichtung, welche auf die Qualitätssignale zum Liefern der Steuersignale anspricht.

11. Empfänger nach Anspruch 10, ferner mit einem Integrator (39) , welcher die Steuersignale zum Steuern der Verstärker mit variabler Verstärkung (48, 49) integriert.

12. Empfänger nach einem der vorstehenden Ansprüche, ferner mit einem Stereodecoder (15) zum Decodieren eines Stereosignals und zum Erfassen eines Stereo-Pilottons, wobei die oder jede Wähleinrichtung (19, 61) zusätzlich auf den erfaßten Stereopilotton anspricht, um linke und rechte Stereosignale zu liefern.

13. Empfänger nach Anspruch 12, wobei die Wähleinrichtung (19) ferner Verstärker mit variabler Verstärkung (61L, 61R) zum Wählen der linken und rechten Stereosignale aufweist.

14. Empfänger nach einem der vorstehenden Ansprüche, wobei die Wähleinrichtung (11, 19) ferner eine Summiereinrichtung (51) zum Summieren der demodulierten oberen und unteren Seitenband-Audiosignale, einen Tiefpaßfilter (52) zum Filtern der summierten oberen und unteren Seitenband-Audiosignale und Verstärker mit variabler Verstärkung (48, 49) zum Wählen der summierten oder der gefilterten und summierten oberen und unteren Seitenband-Audiosignale aufweist.

15. Verfahren zum Empfangen eines amplitudenmodulierten Signals mit oberem und unterem Seitenband, mit den Schritten:

Liefern von demodulierten oberen (USB) und unteren (LSB) Seitenband-Audiosignalen; und

Liefern von oberen und unteren Qualitätssignalen, welche ein unerwünschtes Rauschen in den demodulierten oberen bzw. unteren Seitenband-Audiosignalen repräsentieren;

gekennzeichnet durch:

Ansprechen auf die Qualitätssignale durch Verarbeiten der oberen und unteren Seitenband-Audiosignale, um ein Audio-Ausgangssignal mit verringertem Rauschen zu liefern, wobei das Audio-Ausgangssignal (i) lediglich das obere Seitenbandsignal, (ii) lediglich das untere Seitenbandsignal oder (iii) sowohl das obere und das untere Seitenbandsignal ist.