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HINTERGRUND
DER ERFINDUNG
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Die
vorliegende Erfindung bezieht sich auf einen Impulsrauschen-Detektor,
der beispielsweise in einem Autoradio verwendbar ist.
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Impulsrauschen
wie Zündungsrauschen
und Spiegelrauschen treten häufig
bei einem Automobil auf und wird ohne weiteres von der Antenne eines Autoradios
aufgenommen. Um zu verhindern, dass ein derartiges Impulsrauschen
hörbar
wird, benötigt ein
Autoradio eine Impulsrauschen-Herabsetzungsvorrichtung.
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1 ist
ein Blockschaltbild eines Frequenzmodulations(FM)-Stereoautoradios,
das eine Antenne 1, eine Abstimmvorrichtung 2,
einen FM-Demodulator (DEMOD) 3, eine Impulsrauschen-Herabsetzungsvorrichtung 4,
einen Impulsrauschen-Detektor 5, einen FM-Stereodemodulator 6 und
ein Paar von Lautsprechern 7 (von denen nur einer sichtbar
ist) aufweist. Ein FM-Hochfrequenz- Sendesignal, das von der Antenne 1 empfangen
und von der Abstimmvorrichtung 2 ausgewählt und verstärkt wurde,
wird dann von dem FM-Demodulator 3 demoduliert, um ein
FM-Mischsignal zu erhalten. Das FM-Mischsignal enthält eine Links/Rechts-Summenkomponente
mit Audiofrequenzen bis zu fünfzehn
Kilohertz (15 kHz), eine 19-kHz-Pilokomponente und eine Links/Rechts-Differenzkomponente,
die um eine 38-kHz-Trägerfrequenz
herum amplitudenmoduliert ist, mit einem sich bis 53 kHz erstreckenden
oberen Seitenband. Von der Antenne aufgenommenes Impulsrauschen
kann auch vorhanden sein, aber dieses Rauschen wird von dem Impulsrauschen-Detektor 5 erfasst
und von der Impulsrauschen-Herabsetzungsvorrichtung 4 ausgeblendet.
Weiterhin erzeugt die Demodulation des FM-Mischsignals durch den FM-Stereodemodulator 6 Rechtskanal-
und Linkskanal-Audiosignale, die von den Lautsprechern 7 wiedergegeben
werden.
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2 zeigt
die innere Struktur einer Impulsrauschen-Herabsetzungsvorrichtung 4 und
eines Impulsrauschen-Detektors 5, die im Stand der Technik verwendet
werden. Das FM-Mischsignal wird an einem analogen Eingangsanschluss 8 empfangen.
Der Impulsrauschen-Detektor 5 weist
ein Hochpassfilter (HPF) 9, einen Verstärker (AMP) 10, eine
Schaltung 11 für
automatische Verstärkungssteuerung
(AGC) und einen monostabilen Multivibrator 12 auf. Die
Impulsrauschen-Herabsetzungsvorrichtung 4 weist
ein Tor 13 auf. Das Hochpassfilter 9 hat eine
Grenzfrequenz, die hoch genug ist, um alle der vorgenannten Komponenten
des FM-Mischsignals
zurückzuweisen.
Impulsrauschen enthält
noch höhere
Frequenzkomponenten, die nicht zurückgewiesen werden. Das Ausgangssignal
des Hochpassfilters 9, das Impulsrauschen und anderes Rausche
aufweist, wird durch den Verstärker 10 verstärkt, dessen
Ver stärkung
durch die AGC-Schaltung 11 so gesteuert wird, dass das
verstärkte
Rauschsignal unterhalb des Schwellenwertes des monostabilen Multivibrators 12 gehalten
wird. Die AGC-Schaltung 11 ist jedoch so ausgebildet, dass
sie langsam auf Änderungen
des Rauschpegels anspricht. Wenn ein Impulsrauschen auftritt, kann
der monostabile Multivibrator 12 dem raschen Anstieg des
Rauschpegels nicht folgen, so dass das Ausgangssignal des Verstärkers 10 den monostabilen
Multivibrator 12 auslöst,
wodurch ein Impulsrauschen-Erfassungssignal zu dem Tor 13 ausgegeben
wird. Das Ausgangssignal des Tors 13 wird konstant gehalten,
während
das Impulsrauschen-Erfassungssignal aktiv ist, so dass Impulsrauschen
wirksam unterdrückt
wird.
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Ein
Problem bei dieser Schaltung bei dem Stand der Technik besteht darin,
dass der monostabile Multivibrator 12 nicht nur durch Impulsrauschen ausgelöst wird,
das typischerweise nur einige zehn oder einige hundert Mikrosekunden
dauert, sondern auch durch tonfrequente Schwingimpulssignale, bei denen
ein Signal mit der Amplitude null einem mehrere Millisekunden dauernden
Sinuswellensignal vorangeht und diesem folgt. Das Ergebnis ist das
unerwünschte
Ausblenden dieser tonfrequenten Schwingimpulse.
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Ein
anderes Problem besteht darin, dass eine Intermodulationsverzerrung
bewirken kann, dass ein Teil der Energie des FM-Mischsignals in
Frequenzbänder
oberhalb 53 kHz entweicht, wodurch die Arbeitsweise der AGC-Schaltung 11 beeinträchtigt und
die genaue Erfassung von Impulsrauschen erschwert werden.
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Ein
Beispiel für
ein Dokument, das den vorgenannten Stand der Technik wiedergibt,
ist die Japanische Pa tentveröffentlichung
Kokai Nr. 63-182916.
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EP-A-0
377 965 offenbart eine Radioschaltung mit einem Rauschdetektor zum
Erfassen von Impulsrauschen durch Entwickeln eines durchschnittlichen
Rauschsignals und Vergleichen des durchschnittlichen Rauschsignals
mit einem gedämpften
Wert des augenblicklichen Rauschsignals, um ein Rauschkennzeichen
zu erzeugen.
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ZUSAMMENFASSUNG
DER ERFINDUNG
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Es
ist demgemäß eine Aufgabe
der vorliegenden Erfindung, Impulsrauschen zu erfassen, das während kurzer
Zeitintervalle andauert, während
die Erfassung von Signalen vermieden wird, die abrupt auftreten,
aber während
längerer
Intervalle bestehen.
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Eine
andere Aufgabe der Erfindung besteht darin, Impulsrauschen bei Anwesenheit
eines Entweichens von Audiosignalkomponenten, das beispielsweise
durch Intermodulation bewirkt wird, genau zu erfassen.
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Aspekte
der Erfindung sind in den begleitenden Ansprüchen wiedergegeben.
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Durch
Verwendung eines Mehrfachen des Umhüllungssignals, dessen Durchschnittswert über ein
Zeitintervall gebildet wurde, als einen Erfassungsschwellenwert,
erfasst das erfindungsgemäße Verfahren
Impulsrauschen kurzer Dauer ohne Erfassung von abrupt ansteigenden
Signalen längerer Dauer.
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Durch
Verwenden einer Umhüllung
von Differenzen einer vorläufigen
Umhüllung
betont das erfindungsgemäße Verfahren
das Impulsrauschen relativ zu den Interpo lationsprodukten und anderem Entweichen
von Audiosignalen, so dass das Impulsrauschen genau erfasst werden
kann.
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KURZBESCHREIBUNG
DER ZEICHNUNGEN
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In
den beigefügten
Zeichnungen:
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1 ist
ein Blockschaltbild eines FM-Stereoradioempfängers;
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2 ist
ein detailliertes Blockschaltbild, das die innere Struktur eines
Impulsrauschen-Detektors nach
dem Stand der Technik zeigt;
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3 ist
ein Blockschaltbild eines Impulsrauschen-Detektors, der ein erstes
Beispiel illustriert;
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4 ist
ein Diagramm, das die Erfassung von Impulsrauschen bei dem ersten
Beispiel illustriert;
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5 ist
ein Diagramm, das die Nichterfassung eines tonfrequenten Schwingimpulses
bei dem ersten Beispiel illustriert;
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6 ist
ein Blockschaltbild eines Impulsrauschen-Detektors, der ein erstes
Ausführungsbeispiel
der Erfindung illustriert;
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7 ist
ein Diagramm, das die Erfassung von Impulsrauschen bei dem ersten
Ausführungsbeispiel
illustriert;
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8 ist
ein Diagramm, das die Nichterfassung ei nes tonfrequenten Schwingimpulses
bei dem ersten Ausführungsbeispiel
illustriert;
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9 ist
ein Blockschaltbild eines Impulsrauschen-Detektors, der ein zweites
Ausführungsbeispiel
der Erfindung illustriert;
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10 ist
ein Diagramm, das mit Intermodulationsprodukten gemischtes Impulsrauschen
illustriert;
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11 ist
ein Diagramm, das die Betonung des Impulsrauschens durch die Differenzverarbeitungsschaltung
bei dem zweiten Ausführungsbeispiel illustriert;
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12 ist
ein Blockschaltbild eines Impulsrauschen-Detektors, der ein drittes
Ausführungsbeispiel
der Erfindung illustriert;
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13 ist
ein Blockschaltbild eines Impulsrauschen-Detektors, der ein viertes
Ausführungsbeispiel
der Erfindung illustriert; und
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14 ist
ein Blockschaltbild eines FM-Stereoradioempfängers mit
einem Rauschherabsetzungssystem, das ein zweites Beispiel illustriert.
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DETAILLIERTE
BESCHREIBUNG DER ERFINDUNG
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Ausführungsbeispiele
der Erfindung werden mit Bezug auf die angefügten Zeichnungen beschrieben,
in denen gleiche Teile durch gleiche Bezugszeichen angezeigt sind.
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Gemäß 3 hat
ein erstes Beispiel einen analogen Eingangsanschluss 8,
der ein analoges Audiosignal, in diesem Fall ein FM-Mischsignal
empfängt,
und einen Ausgangsanschluss 14, von dem ein Impulsrauschen-Erfassungssignal
ausgegeben wird. Das erste Beispiel umfasst einen Analog/Digital-Wandler
(ADC) 15, ein Hochpassfilter 9a, einen Umhüllungsdetektor 16,
einen Speicher 17, eine Durchschnittswert-Bildungsvorrichtung
(AVG) 20, eine Multiplikationsvorrichtung 21 und
einen Komparator (COMP) 22. Der Analog/Digital-Wandler 15 ist eine
bekannte Hardware-Vorrichtung.
Die anderen Elemente können
getrennte Hardware-Vorrichtungen oder Software-Module in einem Programm,
das von einer Rechenvorrichtung wie einem Mikroprozessor oder digitalen
Signalprozessor (DSP) ausgeführt wird,
sein.
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Als
Nächstes
wird die Arbeitsweise des ersten Beispiels beschrieben.
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Der
Analog/Digital-Wandler 15 wandelt das an dem analogen Eingangsanschluss 8 empfangene FM-Mischsignal
für die
Eingabe in das Hochpassfilter 9a in ein digitales Signal
um. Das Hochpassfilter 9a dämpft Frequenzkomponenten bis
zu zumindest 53 kHz und lässt
die verbleibenden Hochfrequenzkomponenten zu dem Umhüllungsdetektor 16 durch.
Da das Hochpassfilter 9a alle Signalfrequenzen dämpft, die
normalerweise in dem FM-Mischsignal vorhanden sind, ist das Ausgangssignal
des Hochpassfilters 9a im Wesentlichen ein Rauschsignal,
dessen Pegel im Wesentlichen durch Veränderungen des Linkskanal- und
des Rechtskanal-Audiosignalpegels
unbeeinflusst ist.
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Der
Umhüllungsdetektor 16 bestimmt
den Amplitudenpegel des Ausgangssignals des Hochpassfilters 9a.
Ver schiedene Verfahren der Umhüllungserfassung
können
angewendet werden. Bei einem beispielhaften Verfahren quadriert
der Umhüllungsdetektor 16 die
von dem Hochpassfilter 9a empfangenen Eingangsdaten, führt eine
Tiefpassfilterung bei den quadrierten Werten durch und nimmt die Quadratwurzeln
der tiefpassgefilterten Werte. Bei einem anderen beispielhaften
Verfahren führt
der Umhüllungsdetektor 16 eine
Tiefpassfilterung bei den Absolutwerten der von dem Hochpassfilter 9a empfangenen
Daten durch. Die von dem Umhüllungsdetektor 16 ausgegebenen
Daten werden vorübergehend
in dem Speicher 17 gespeichert.
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Das
an dem analogen Eingangsanschluss 8 eingegebene Signal
enthält
immer einen bestimmten Betrag von Niedrigpegel-Hintergrundrauschen,
und es enthält
intermittierend Impulsrauschen. Das Hintergrundrauschen wird durch
elektronische Komponenten in vorhergehenden Schaltungen in dem Empfänger erzeugt,
wie durch die Abstimmvorrichtung 2 und den FM-Demodulator 3,
die in 1 gezeigt sind. Wegen der automatischen Verstärkungssteuerung
in den vorhergehenden Schaltungen hängt der Pegel des Hintergrundrauschens
und des Impulsrauschens von der Stärke des an der Antenne empfangenen
FM-Signals ab, aber Impulsrauschen, das den Hintergrundrauschpegel
nicht wesentlich überschreitet,
wird durch das Hintergrundrauschen maskiert und muss nicht ausgeblendet
werden. Das erste Beispiel erfasst demgemäß Impulsrauschen durch Vergleich
mit einem Schwellenwert, der in Beziehung zu dem Hintergrundrauschpegel
gesetzt ist.
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Dieser
Vergleich erfolgt durch den Komparator 22, der jeden in
dem Speicher 17 gespeicherten Datenwert D mit einem durch
die Durchschnittswert-Bildungsvorrichtung 20 und
die Multiplikationsvor richtung 21 gesetzten Schwellenwert
vergleich, das Impulsrauschen-Erfassungssignal zu dem aktiven logischen
Pegel treibt, wenn D den Schwellenwert überschreitet, und das Impulsrauschen-Erfassungssignal
zu dem inaktiven Pegel treibt, wenn D den Schwellenwert nicht überschreitet.
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Die
Durchschnittswert-Bildungsvorrichtung 20 bildet den Durchschnitt
der Datenwerte, die ein Zeitintervall überspannen, dass dem durch
den Komparator 22 verglichenen Datenwert D vorangeht und folgt,
wobei das Intervall länger
als die erwartete Dauer von Impulsrauschen ist. Ein Beispiel für ein angemessenes
Intervall ist ein Intervall von zwei Millisekunden, das sich jeweils über eine
Millisekunde vor und nach dem Verarbeitungspunkt der Daten D erstreckt.
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Die
Multiplikationsvorrichtung 21 multipliziert den von der
Durchschnittswert-Bildungsvorrichtung 20 berechneten Durchschnittswert
mit einem Faktor M und liefert das Ergebnis als den Schwellenwert
zu dem Komparator 22. Der Faktor M sollte hoch genug sein,
um die unerwünschte
Erfassung von Hintergrundrauschen und von tonfrequenten Schwingimpulsen
und anderen abrupt ansteigenden Signalen, die anhaltender als Impulsrauschen
sind, zu vermeiden. Ein Beispiel für einen angemessenen Faktor
ist vier (M = 4).
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4 illustriert
die Erfassung eines Rauschimpulses mit einer Dauer von 0,2 Millisekunden, wenn
das Durchschnittswert-Bildungsintervall zwei Millisekunden beträgt und M
gleich vier ist. Die Zeit ist auf der horizontalen Achse angezeigt.
Datenwerte sind auf der vertikalen Achse angezeigt, die so normiert
sind, dass der Rauschimpuls einen Pegel einer Einheit hat. Aus Gründen der
Einfachheit sind die in dem Speicher 17 gespeicherten Umhüllungsdaten EN
so gezeigt, dass sie eine quadratische Wellenform haben. Der Hintergrundrauschpegel
LN ist nahe null. Wenn der Komparator 22 den Datenwert
an der voreilenden Flanke des Rauschimpulses (D) vergleicht, ist
der durchschnittliche Datenwert AV in dem umgebenden Intervall von
zwei Millisekunden im Wesentlichen gleich 0,1, und der durch die
Multiplikationsvorrichtung 21 gesetzte Schwellenwert TH
ist im Wesentlichen 0,1 × 4
oder 0,4. Der Datenwert D überschreitet
den Schwellenwert TH (1 > 0,4),
so dass das Impulsrauschen-Erfassungssignal
aktiviert wird.
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Da
weitere Daten von dem Umhüllungsdetektor 16 eintreffen,
werden der verglichene Datenwert (D) und das umgebende Intervall
von zwei Millisekunden auf der Zeitachse vorwärts verschoben und derselbe
Vorgang wird wiederholt. Der Vorgang kann bei jedem neuen Datenwert
wiederholt werden oder in Intervallen von zwei oder mehr neuen Datenwerten.
Das Impulsrauschen-Erfassungssignal
bleibt während
im Wesentlichen der Dauer von 0,2 Millisekunden des Rauschimpulses
aktiv, wird dann inaktiv, wenn der Verarbeitungspunkt sich an dem
Rauschimpuls vorbeibewegt hat, und der Datenwert fällt wieder
unter den Schwellenwert.
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5 illustriert
das Ansprechen des ersten Beispiels auf einen tonfrequenten Schwingimpuls, der
länger
als eine Millisekunde dauert, wobei dieselbe Schreibweise wie in 4 verwendet
wird. Der tonfrequente Schwingimpuls ist so gezeigt, dass er abrupt
auf den Pegel einer Einheit an dem gegenwärtigen Verarbeitungspunkt ansteigt
(Daten D). Der um diesen Punkt herum berechnete Durchschnittswert (RV)
beträgt
im Wesentlichen 0,5, so dass der Schwellenwert (TH) im Wesentlichen
gleich zwei (0,5 × 4)
ist.
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Der
Datenwert D ist niedriger als der Schwellenwert TH (1 < 2), so dass das
Impulsrauschen-Erfassungssignal
inaktiv bleibt. Wenn der Verarbeitungspunkt vorwärts (nach rechts) verschoben
wird, bleibt das Impulsrauschen-Erfassungssignal inaktiv.
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Das
erste Beispiel ist demgemäß in der
Lage, Impulsrauschen kurzer Dauer zu erfassen, ohne fälschlicherweise
tonfrequente Schwingimpulse und andere Signale längerer Dauer zu erfassen, die
nicht aus dem FM-Mischsignal
entfernt werden sollten, selbst wenn diese Signal abrupt ansteigen.
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Bei
einer Variation des ersten Beispiels multipliziert die Multiplikationsvorrichtung 21 den
von der Durchschnittswert-Bildungsvorrichtung 20 ausgegebenen
Durchschnittswert um einen Faktor (M1),
wenn das Impulsrauschen-Erfassungssignal gegenwärtig inaktiv ist, und mit einem
anderen, kleineren Faktor (M2), wenn das
Impulsrauschen-Erfassungssignal gegenwärtig aktiv ist. Für einen
gegebenen Durchschnittswert wird die Aktivierungsschwelle des Impulsrauschen-Erfassungssignals
höher als
die Deaktivierungsschwelle (da M1 > M2).
Diese Variation liefert eine gewünschte
Hysteresewirkung, die verhindert, dass das Impulsrauschen-Erfassungssignal zwischen
dem aktiven und inaktiven Zustand schwankt, wenn eine Impulsrauschen-Wellenform um
die Erfassungsschwelle herum schwankt, während sie ansteigt oder abfällt.
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Bei
einer anderen Variation des ersten Beispiels wird das Durchschnittswert-Bildungsintervall nicht
jedes Mal verschoben, wenn der verglichene Datenpunkt D verschoben
wird; derselbe Durchschnittswert wird während zwei oder mehr Vergleichen
verwendet. Wenn die Länge
des Durchschnittswert-Bildungsintervalls zwei Millisekunden beträgt, kann
ein neuer Durchschnittswert beispielsweise einmal bei jeder Millisekunde
oder einmal bei jeweils zwei Millisekunden berechnet werden.
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Bei
einer anderen Variation wird der Speicher 17 weggelassen
und die Durchschnittswert-Bildungsvorrichtung
berechnet Durchschnittswerte beispielsweise nach einem Verfahren
mit bewegtem Durchschnittswert.
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Bei
einer weiteren Variation ist der Analog/Digital-Wandler 15 weggelassen und
das Hochpassfilter 9a und der Umhüllungsdetektor 16 sind Analogschaltungen.
Die Durchschnittswert-Bildungsvorrichtung 20, die Multiplikationsvorrichtung 21 und der
Komparator 22 können
auch Analogschaltungen sein; alternativ kann ein Analog/Digital-Wandler
auf der Ausgangsseite des Umhüllungsdetektors 16 vorgesehen
sein.
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Diese
Variationen des ersten Beispiels sind auch auf die nachfolgend beschriebenen
Ausführungsbeispiele
anwendbar.
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Als
Nächstes
wird ein erstes Ausführungsbeispiel
beschrieben.
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Gemäß 6 weist
das erste Ausführungsbeispiel
die bei dem ersten Beispiel beschriebenen Elemente auf. Mit Ausnahme
der Durchschnittswert-Bildungsvorrichtung 20 arbeiten
diese Elemente wie bei dem ersten Beispiel. Das erste Ausführungsbeispiel
weist auch eine zusätzliche
Durchschnittswert-Bildungsvorrichtung 18 und
eine zusätzliche Multiplikationsvorrichtung 19 auf.
Die Durchschnittswert-Bildungsvorrichtung 18 bildet
den Durchschnitt der in dem Speicher 17 gespeicherten Datenwerte über ein
vorbestimmtes Intervall. Die Multiplikationsvorrichtung 19 multipliziert
den sich ergebenden Durchschnitt mit einem konstanten Faktor M.
Die Durchschnittswert-Bildungsvorrichtung 20 berechnet wieder
den Durchschnittswert der Daten in dem Speicher 17 über dasselbe
Intervall, wobei nur Datenwerte verwendet werden, die gleich dem
oder geringer als das von der Multiplikationsvorrichtung 19 ausgegebene
Produkt sind. Die Multiplikationsvorrichtung 21 multipliziert
den von der Durchschnittswert-Bildungsvorrichtung 20 ausgegebenen
Durchschnittswert mit einem Faktor M, um den zu dem Komparator 22 gelieferten
Schwellenwert zu erhalten.
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7 illustriert
die Arbeitsweise des ersten Ausführungsbeispiels
bei der Erfassung eines Rauschimpulses von 0,2 Millisekunden in
Umhüllungsdaten
EN mit einem niedrigen Hintergrundrauschpegel LN, wobei die horizontale
Achse die Zeit darstellt und die vertikale Achse den Signalpegel
darstellt. Die Höhe
des Rauschimpulses ist wieder auf eine Einheit normiert. Die Faktoren
M und N sind jeweils gleich vier. Der von der Durchschnittswert-Bildungsvorrichtung 18 über das
angezeigte Intervall von zwei Millisekunden auf der horizontalen
Achse berechnete Durchschnittswert AV beträgt 0,1. Das von der Multiplikationsvorrichtung 19 ausgegebene
Produkt PR ist gleich 0,4. Die Durchschnittswert-Bildungsvorrichtung 20 wählt die
Datenwerte, die gleich oder niedriger als 0,4 sind aus und bildet
den Durchschnitt von diesen in demselben Intervall von zwei Millisekunden.
Alle derartigen Datenwerte sind gleich LN, wodurch der von der Durchschnittswert-Bildungsvorrichtung 20 berechnete
Durchschnittswert auch gleich LN wird. Der von der Multiplikationsvorrichtung 21 berechnete
Schwellenwert TH ist gleich viermal LN. Der erste Datenpunkt D in
dem Rauschimpuls überschreitet
diesen Schwellenwert TH, wodurch die Ausgabe eines aktiven Impulsrauschen-Erfassungssignals
wie bei dem ersten Ausführungsbeispiel
bewirkt wird.
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8 illustriert
das Ansprechen des ersten Ausführungsbeispiels
auf einen tonfrequenten Schwingimpuls, der länger als eine Millisekunde
dauert, wobei dieselbe Schreibweise wie in 7 verwendet
wird und der Pegel des tonfrequenten Schwingimpulses auf eine Einheit
normiert ist. Die Durchschnittswert-Bildungsvorrichtung 18 berechnet einen
Durchschnittswert AV von 0,5, den die Multiplikationsvorrichtung 19 mit
vier multipliziert, um ein Produkt PR gleich zwei zu erhalten. Die
Durchschnittswert-Bildungsvorrichtung 20 wählt die
Datenwerte aus, die geringer als PR sind, wodurch alle Datenwerte
in dem Intervall ausgewählt
werden, und berechnet wieder einen Durchschnittswert von 0,5. Die Multiplikationsvorrichtung 21 multipliziert
diesen Durchschnittswert mit vier, wodurch ein Schwellenwert TH
erhalten wird, der wieder gleich zwei ist. Der Datenwert D ist niedriger
als dieser Schwellenwert TH, so dass das Impulsrauschen-Erfassungssignal inaktiv
bleibt.
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Wie
das erste Beispiel erfasst das erste Ausführungsbeispiel Impulsrauschen
kurzer Dauer ohne Erfassen von abrupt ansteigenden Signalen längerer Dauer,
wie tonfrequente Schwingimpulse. Bei dem in den 7 und 8 gezeigten
idealisierten Wellenformen erzeugt das erste Ausführungsbeispiel
dieselben Ergebnisse wie das erste Beispiel, aber im allgemeinen
Fall erfasst das erste Ausführungsbeispiel Impulsrauschen
schneller und empfindlicher als das erste Beispiel, da der Schwellenwert
TH bei dem ersten Ausführungs beispiel
durch die Rauschimpulse selbst im Wesentlichen unbeeinflusst ist.
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Als
Nächstes
wird ein zweites Ausführungsbeispiel
beschrieben.
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Gemäß 9 ist
bei dem zweiten Ausführungsbeispiel
eine Differenzverarbeitungsvorrichtung 23 zwischen dem
Umhüllungsdetektor
und dem Speicher nach dem ersten Ausführungsbeispiel eingefügt, so dass
der Speicher 17b die von der Differenzverarbeitungsvorrichtung 23 verarbeiteten
Ausgangssignale des Umhüllungssignals 16 speichert, anstelle
die Ausgangssignale des Umhüllungsdetektors 16 direkt
zu speichern. Die Differenzverarbeitungsvorrichtung 23 bildet
die Differenz zwischen jedem von dem Umhüllungsdetektor 16 empfangenen Datenwert
und dem n-ten vorhergehenden Datenwert, wobei n eine feste positive
ganze Zahl ist, und führt
einen anderen Umhüllungserfassungsvorgang bei
den sich ergebenden Differenzen durch.
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Die
anderen Elemente des zweiten Ausführungsbeispiels sind identisch
mit den entsprechenden Elementen bei dem ersten Ausführungsbeispiel, und
sie arbeiten in derselben Weise.
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Die
Wirkung der Differenzverarbeitungsvorrichtung 23 besteht
darin, sich rasch ändernde
Signalkomponenten wie Impulsrauschen relativ zu sich langsamer ändernden
Komponenten, wie Komponenten des FM-Mischsignals, die durch Intermodulationsverzerrung
in das Hochfrequenzband entweichen, zu betonen. 10 zeigt
ein Beispiel für
eine von dem Umhüllungsdetektor 16 ausgegebene
Umhüllungswellenform,
enthaltend sowohl Impulsrauschen 24 als auch Intermodulationsprodukte 25. 11 zeigt
dieselbe Wellenform nach dem Durchgang durch die Differenzverarbeitungsvorrichtung 23,
die die Differenz zwischen jedem Datenpunkt und dem Datenwert vier
Punkte davor (n = 4) gebildet hat. Die raschen Änderungen in dem Impulsrauschen 24 bilden
eine starke Spitze in dem von der Differenzverarbeitungsvorrichtung 23 ausgegebenen
Umhüllungssignal,
während
die Intermodulationsprodukte 25 stark gedämpft sind.
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Durch
Dämpfen
von Hochfrequenz-Intermodulationsprodukten
und hierdurch Betonen von Impulsrauschen ermöglicht das zweite Ausführungsbeispiel
dass Impulsrauschen genau erfasst wird, trotz des Entweichens von
Intermodulationsprodukten aus den Audiokomponenten des FM-Mischsignals
in das Hochfrequenz-Rauschband.
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Als
Nächstes
wird ein drittes Ausführungsbeispiel
beschrieben.
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Gemäß 12 wird
bei dem dritten Ausführungsbeispiel
das Ausgangssignal des Analog-Digital-Wandlers 15 zu einem
Paar von Bandpassfiltern (BPF) 9c und 9d mit unterschiedlichen
Durchlassbändern
geliefert. Als ein Beispiel hat das erste Bandpassfilter 9c ein
Durchlassband, dessen Mitte bei 90 kHz liegt, während das zwei Bandpassfilter 9d ein
Durchlassband hat, dessen Mitte bei 100 kHz liegt, wobei beide Durchlassbänder eine
Bandbreite von 10 kHz haben. Das Ausgangssignal des ersten Bandpassfilters 9c wird
durch einen Umhüllungsdetektor 16c,
einen Speicher 17c, eine Durchschnittswert-Bildungsvorrichtung 18c,
eine Multiplikationsvorrichtung 19c, eine andere Durchschnittswert-Bildungsvorrichtung 20c,
eine andere Multiplikationsvorrichtung 21c und einen Komparator 22c verarbeitet,
welche identisch mit den entspre chenden Elementen bei dem ersten
Ausführungsbeispiel
sind. Das erste Ausgangssignal des zweiten Bandpassfilters 9d wird
in gleicher Weise durch einen Umhüllungsdetektor 16d,
einen Speicher 17d, eine Durchschnittswert-Bildungsvorrichtung 18d,
eine Multiplikationsvorrichtung 19d, eine andere Durchschnittswert-Bildungsvorrichtung 20d,
eine andere Multiplikationsvorrichtung 21d und einen Komparator 22d verarbeitet,
welche identisch mit den entsprechenden Elementen bei dem ersten
Ausführungsbeispiel sind.
Die beiden Komparatoren 22c und 22d geben jeweils
Erfassungssignale wie vorstehend beschrieben aus.
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Die
Ausgangssignale der beiden Komparatoren 22c und 22d werden
zu einem logischen Ausgangsprozessor 26 geliefert, der
ein Impulsrauschen-Ausgangserfassungssignal
zu dem Ausgangsanschluss 14 liefert. Der logische Ausgangsprozessor 26 empfängt auch
ein Indikatorsignal von einem digitalen Eingangsanschluss 27,
das den Pegel des an der Antenne empfangenen FM-Hochfrequenz-Sendesignals
anzeigt. Bei dem dritten Ausführungsbeispiel
ist das Indikatorsignal vorzugsweise ein Einbit-Signal, das aktiv
ist, wenn der empfangene Pegele des Sendesignals einen vorbestimmten
Pegel überschreitet.
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Wenn
das Indikatorsignal aktiv ist, führt
der logische Ausgangsprozessor 26 eine logische ODER-Funktion
bei den Eingangssignalen von den beiden Komparatoren 22c, 22d durch,
wobei das Impulsrauschen-Erfassungssignal
aktiviert wird, wenn das Ausgangssignal von einem (oder beiden)
der Komparatoren aktiv ist. Wenn das Indikatorsignal inaktiv ist,
führt der
logische Ausgangsprozessor 26 eine logische UND-Funktion durch, wobei
das Impulsrauschen-Erfassungssignal
nur aktiviert wird, wenn die Ein gangssignale von beiden Komparatoren 22c, 22d aktiv
sind. Der logische Ausgangsprozessor 26 aktiviert demgemäß das Impulsrauschen-Ausgangserfassungssignal,
wenn zumindest zwei Signale aus dem Indikatorsignal, dem Ausgangssignal
des ersten Komparators 22c und dem Ausgangssignal des zweiten
Komparators 22d aktiv sind.
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Wenn
der empfangene Hochfrequenz-Signalpegel hoch ist, werden die Verstärker am
vorderen Ende des Empfängers
(nicht sichtbar) auf eine vergleichsweise niedrige Verstärkung eingestellt,
wodurch die Amplitude von von der Antenne aufgenommenen Impulsrauschen
in Beziehung zu dem Pegel von durch nachfolgende Empfängerschaltungen
erzeugten Hintergrundrauschen verringert wird, wodurch es schwieriger
wird, das Impulsrauschen zu erfassen. Das Frequenzspektrum von Impulsrauschen schwankt
schnell, während
das Spektrum des Hintergrundrauschens jedoch über die Zeit wenig ändert. Als
eine Folge ist, während
das Impulsrauschen nicht gleichzeitig in den Ausgangssignalen beider
Bandpassfilter 9c und 9d erfasst werden kann,
es im Allgemeinen in dem Ausgangssignal des einen oder des anderen
Bandpassfilters erfassbar.
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Wenn
der empfangene Hochfrequenz-Signalpegel niedrig ist, arbeiten die
Verstärker
am vorderen Ende mit einer vergleichsweise hohen Verstärkung, und
wenn Impulsrauschen vorhanden ist, ist es ohne weiteres sofort in
den Durchlassbändern
beider Bandpassfilter erfassbar. Wenn die Verstärkung hoch genug ist, können jedoch
der Komparator 22c oder der Komparator 22d auch
beginnen, Systemrauschen zu erfassen, das beispielsweise von einem
Mikroprozessor erzeugt wird, der eine Anzeigevorrichtung steuert
oder andere Steuerfunktionen in dem Radioempfänger durchführt. Dieser Typ von Systemrauschen
ist schwächer
als das beispielsweise von einem Automobilzündsystem erzeugte Impulsrauschen,
und seine Frequenz ist stärker
eingeschränkt. Somit
wird, wenn Systemrauschen überhaupt
erfasst wird. Es im Allgemeinen nur von einem der beiden Komparatoren 22c und 22d erfasst.
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Indem
eine logische ODER-Funktion durchgeführt wird, wenn der empfangene
Signalpegel hoch ist, und eine logische UND-Funktion durchgeführt wird,
wenn der empfangene Signalpegel niedrig ist, ist der logische Ausgangsprozessor 26 in
der Lage, Impulsrauschen zu erfassen, das mit einem empfangenen
starken FM-Sendesignal
gemischt ist, ohne ein Systemrauschen bei empfangenen niedrigen
FM-Signalpegeln zu erfassen.
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Als
Nächstes
wird ein viertes Ausführungsbeispiel
beschrieben.
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Gemäß 13 weist
das vierte Ausführungsbeispiel
dieselben Elemente wie das erste Ausführungsbeispiel auf, aber es
sieht vor, dass ein Indikatorsignal von dem bei dem dritten Ausführungsbeispiel
beschriebenen digitalen Eingangsanschluss 27 zu der zweiten
Multiplikationsvorrichtung 21e geliefert wird, das den
empfangenen Signalpegel an der Antenne anzeigt. Die Multiplikationsvorrichtung 21e stellt
den Wert des Faktors M in einer umgekehrten Beziehung zu dem Indikatorsignal
ein, wodurch ein großer
Wert von M verwendet wird, wenn der empfangene Signalpegel niedrig
ist, und ein kleiner Wert von M, wenn der empfangene Signalpegel
hoch ist.
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Wie
bei dem dritten Ausführungsbeispiel
erläutert
ist, wird, wenn der empfangene Signalpegel hoch ist, die Verstärkung des
Verstärkers
am Vorderende herab gesetzt, wodurch der Pegel von extern erzeugtem
Impulsrauschen in Beziehung zu intern erzeugtem Hintergrundrauschen
verringert wird. Durch Herabsetzen des Faktors M in dieser Situation verringert
das vierte Ausführungsbeispiel
den Erfassungsschwellenwert, so dass Impulsrauschen noch mit angemessener
Empfindlichkeit erfasst werden kann.
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Wenn
der empfangene Signalpegel niedrig ist, wird die Verstärkung des
Verstärker
am Vorderende erhöht,
wodurch die Gefahr geschaffen wird, dass der Komparator 22 nicht
nur Impulsrauschen erfassen kann, sondern auch Systemrauschen und
anderes nicht impulsförmiges
Umgebungsrauschen. Durch Erhöhen
des Faktors M in diesem Fall erhöht das
vierte Ausführungsbeispiel
den Erfassungsschwellenwert, so dass nur starkes Impulsrauschen wie
Zündungsrauschen
erfasst wird.
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Als
eine Folge ist das vierte Ausführungsbeispiel
in der Lage, Impulsrauschen über
einen weiteren Bereich von empfangenen FM-Signalpegeln als bei dem
ersten Ausführungsbeispiel
genau zu erfassen.
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Das
an dem digitalen Eingangsanschluss 27 bei dem vierten Ausführungsbeispiel
empfangene Indikatorsignal braucht nicht ein Einbit-Signal zu sein. Das
Indikatorsignal kann ein Mehrbit-Signal sein, das den empfangenen
FM-Signalpegel in einer im Wesentlichen kontinuierlichen Weise anzeigt,
und der Faktor M kann in einer im Wesentlichen kontinuierlichen
Weise in Abhängigkeit
von dem empfangenen Signalpegel variiert werden.
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Als
Nächstes
wird ein zweites Beispiel beschrieben.
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Gemäß 14 ist
das zweite Beispiel ein Rauschher absetzungssystem 28, das
dem Impulsrauschen-Detektor 29 nach dem ersten Beispiel
und eine Impulsrauschen-Herabsetzungsvorrichtung 30 aufweist.
Dieses Rauschherabsetzungssystem 28 kann in einem Radioempfänger verwendet
werden, der eine Antenne 1, eine Abstimmvorrichtung 2,
einen FM-Demodulator 3, einen FM-Stereodemodulator 6 und ein
Paar von Lautsprechern 7 aufweist, wie gezeigt ist, oder
in verschiedenen anderen Typen von Vorrichtungen, bei denen das
Impulsrauschen unterdrückt
werden muss. In Abhängigkeit
von dem von dem Impulsrauschen-Detektor 29 ausgegebenen
Impulsrauschen-Erfassungssignal dämpft oder blockiert die Impulsrauschen-Herabsetzungsvorrichtung 30 das
beispielsweise von dem FM-Demodulator 3 empfangene Eingangssignal
und liefert das gedämpfte
Signal oder ein Substitutionssignal beispielsweise zu dem FM-Stereodemodulator 6.
Der Impulsrauschen-Detektor 29 und die Rauschherabsetzungsvorrichtung 30 können zu
einer einzelnen integrierten Schaltung kombiniert sein.
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Das
zweite Beispiel liefert die bei dem ersten Beispiel genannten Vorteile.
Bei einem Ausführungsbeispiel,
das eine Variante des zweiten Beispiels ist, wird der Impulsrauschen-Detektor
des ersten, zweiten, dritten oder vierten Ausführungsbeispiels verwendet.
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Wie
vorstehend beschrieben ist, erfasst das erste Beispiel durch Verwendung
eines Erfassungsschwellenwertes, der aus dem Durchschnittswert von Datenwerten über ein
Intervall erhalten wurde, Impulsrauschen kurzer Dauer, während abrupt
ansteigende Signale ignoriert werden. Durch Wiederholen des Durchschnittswert-Bildungsvorgangs
erhält
das erste Ausführungsbeispiel
einen Erfassungsschwellenwert, der nicht durch die Rauschimpulse
beeinträchtigt
wird, die der Detektor zu erfassen sucht. Durch Einfügen einer
Differenzverarbeitungsvorrichtung in den Umhüllungserfassungsvorgang erfasst das
zweite Ausführungsbeispiel
Impulsrauschen genau trotz des Entweichens von den Audiokomponenten
des analogen Audiosignals. Durch getrenntes Erfassen von Impulsrauschen
in zwei getrennten Frequenzbändern
erfasst das dritte Ausführungsbeispiel Impulsrauschen
genau bei sowohl hohen als auch niedrigen empfangenen Hochfrequenz-Signalpegeln, ohne
Systemrauschen zu erfassen. Durch Variieren des Schwellenwert-Multiplikationswert
M entsprechend dem empfangenen Signalpegel erfasst das vierte Ausführungsbeispiel
auch Impulsrauschen genau sowohl bei hohen als auch niedrigen empfangenen
Hochfrequenz-Signalpegeln ohne Erfassen von Systemrauschen. Das
letzte Beispiel/Ausführungsbeispiel
ergibt ein Rauschherabsetzungssystem mit ähnlichen Vorteilen wie vorstehend.
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Diese
Merkmale der vorhergehenden Ausführungsbeispiele
können
auf andere Weise als in den Zeichnungen illustriert kombiniert werden.
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Das
Eingangssignal, in welchem Impulsrauschen erfasst wird, musst nicht
ein FM-Mischsignal sein.
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Der
Fachmann erkennt, dass weitere Variationen innerhalb des nachfolgend
beanspruchten Bereichs möglich
sind.