DE900588C - UEbertragungssystem fuer stereophonische Signale und bei diesem System zu verwendende Sender und Empfaenger - Google Patents

Description

AUSGEGEBEN AM 28. DEZEMBER 1953

N 5i31 VIIIa /21 a*

Für die stereophonische Signalübertragung werden auf der Senderseite häufig zwei in einem Abstand voneinander liegende Schall aufnehmer verwendet, wobei die Signale AundB an den Schallaufnehmern entsprechend der Stelle der Schallquelle gegenüber den Schallaufnehmern gegenseitig Intensitäts- und Zeitunterschiede aufweisen, auf denen im wesentlichen das Richtungshören beruht. Auf der Empfangsseite werden diese kohärenten Signale A und B in einem Abstand voneinander liegenden Schall Wiedergabevorrichtungen zugeführt, wodurch das erwünschte räumliche Schallbild erzeugt wird.

Die Erfindung bezieht sich auf ein Übertragungssystem für stereophonische Signale, bei dem die von Schallaufnehmern stammenden, kohärenten Signale A und B als Modulationen der gleichen Trägerwellenfrequenz ausgesandt werden, während auf der Empfangsseite diese, kohärenten Signale A undl B gesonderten Wiedergabevorrichtungen zugeführt werden, und auf bei diesem Übertragungssystem zu verwendende Sender undEmpf anger. Für Rundfunkzwecke ist an diese Übertragung oftmals noch die Anforderung zu stellen, daß die außerhalb des für den betreffenden Sender international festgesetzten Frequenzbandes von etwa g kHz liegenden Signale derart geschwächt auftreten, daß in der Frequenz benachbarte Rundfunksender nicht gestört werden. Die Erfindung betrifft unter anderem einen Stereophoniesender z. B. für Rundfunkz wecke, der

auf einfache Weise durch Ergänzung bestehender Rundfunksender für Amplitudenmodulation erstellt werden kann derart, daß die vom Sender ausgesandten Stereophoniesignale einerseits von einem Stereophonieempfänger stereophonisch wiedergegeben, andererseits mit einem üblichen Amplitudenmodtilationsempfänger praktisch, unverzerrt abgehört werden können. Es braucht nicht betont zu werden, daß im letzteren Fall keine ίο stereophonische Wiedergabe entsteht.

Weiter betrifft die Erfindung für Stereophonieempfang zwei Ausbildungsarten der zu verwendenden Empfänger. Die eine Art verbürgt eine vorzügliche stereophonische Wiedergabe, während die zweite Art die eine etwas geringere, aber noch 'gute Wiedergabe ergibt, einfacher ausgebildet und somit billiger ist.

Gemäß der Erfindung enthält der Sender zwei Kanäle mit an einen gemeinsamen Trägerwellenoszillator angeschlossenen Amplitudenmodülatoren. die auf der Ausgangsseite an ein Antennensystem angeschlossen sind, wobei die von beiden Kanälen stammenden ausgesandten Schwingungen gegenüber der Trägerwellenschwingung um 90 ° in Phase ^a5 verschoben sind, wobei der erste Kanal einen die stereophonischen Signale A und B addierenden Summenbildner und einen von seinem Ausgangssignal A + B gesteuerten Amplitudehmodulator ohne Trägerwellenunterdrückung und der zweite Kanal einen die stereophonischen Signale A und B subtrahierenden Differenzbildner und einen von seinem Ausgangssignal A—B über ein integrierendes Netzwerk gesteuerten Amplitudenmodulator mit Trägerwellenunterdrückung enthält, wobei die Teile des zweiten Kanals für eine Leistung bemessen sind, die maximal io°/o der Leistung der entsprechenden Teile im ersten Kanal beträgt. An den Hochfrequenzteil des Empfängers, welcher Teil eine Bandbreite eines normalen Amplitudenmodulationsempfängers hat, etwa 9 kHz, sind daibei zwei Kanäle mit einem Amplitudendemodulator bzw. einem Frequenzdemodulator angeschlossen, wobei das am Ausgang des Amplitudendemodulators auftretende Summensignal A + B und das am Ausgang des Frequenzdemodulators auftretende Differenzsigna] A—B einem diese Signale summierenden Summenbildner und einem subtrahierenden ,Differenzbildner zugeführt werden und die durch Summierung und Subtraktion entstandenen Signale^ und B voneinander getrennten Wiedergabevorrichtungen zugeführt werden.

Um eine gegenseitige Rückwirkung der beiden Senderkanäle, und zwar besonders einen hinderlichen Einfluß der hohen Ausgangsleistung des ersten Kanals auf den zweiten Kanal praktisch völlig zu vermeiden, werden die Auegänge der beiden'Senderkanäle vorzugsweise mittels einer eine gegenseitige Entkopplung zwischen den erwähnten Ausgängen herbeiführenden Duplexvorrichtung an das Antennensystem angeschlossen.

Der Empfänger zur Erzielung einer vorzüglichen stereophonischen Wiedergabe hat das Merkmal, daß er eine Einrichtung zum Ausfiltern einer ■ Trägerwellenschwingung, - ζ. Β. einen selektiven Kreis, enthält, wobei der Amplitudendemodulator von einer Mischetufe und der Frequenzdemodulator von einer weiteren Mischstufe mit einem in den Ausgangskreis eingeschalteten differentiierenden Netzwerk gebildet werden, welchen Mischstufen die selektierten Trägerwellenschwingungen mit einer gegenseitigen Phasenverschiebung von 90⁰ zugeführt werden.

Der einfache Empfänger ist ein Amplitudenmodulationsempfänger mit einem an den Hochf requenzteil -mit einer Bandbreite von etwa 9 kHz des ' Empfängers angeschlossenen zusätzlichen Kanal, der die Kaskadenschaltung eines Amplitudenbegrenzers und· einesFrequenzdemodulators enthält, wobei weiter die Ausgänge der beiden Kanäle .durch die erwähnten Stummen- und Differenzbildner mit den verschiedenen Wieder gab evorrichtungen verbunden sind.

Bei den beschriebenen Stereophonieempfängern sind also neben den Teilen für einen Amplitudenmodulationsempfänger die Teile des zusätzlichen Kanals, ein Summen- und ein Differenzbildner sowie ein zusätzlicher Lautsprecher erforderlich.

Die Erfindung wird an Hand der Zeichnung beispielsweise näher erläutert.

Fig. ι stellt einen Stereophoniesender nach der Erfindung dar;

Fig. 2 zeigt eine erste Stereophonieempf ängerart nach der Erfindung und

Fig. 3' eine zweite, einfachere Stereophonieempfängerart nach der Erfindung.

Fig. ι zeigt einen Stereophoniesender nach der Erfindung, bei dem die kohärenten, stereophonischen Signale A und B zwei Mikrophonen 1 und 2 entnommen werden, die in einem künstlichen Kopf 3 untergebracht sind. Die von den Sendermikrophonen 1, 2 stammenden Niederfrequenzsignale bestreichen, wie üblich, z.B. einen Frequenzbereich von 20 bis 900Ό Hz.

Der Sender enthält zwei von den von den beiden Sendermikrophonen τ und >2 stammenden Signalen A und B gesteuerte Kanäle 4 und 5, wobei die von den beiden Kanälen stammenden, ausgesandten Schwingungen für die Trägerwellenschwingung 90 ° in der Phase verschoben sind. Der erste Kanal 4 enthält einen die stereophonischen Signale A und B no addierenden Summenbildner, der mit einer Spannungsverstärkerstufe 6, einer Vorverstärkerstufe 7 und einem Modulationsverstärker 8 in Kaskade geschaltet ist, welch letzterer z. B. von einem in Gitterstrom gesteuerten Gegentakt-.B-Verstärker gebildet wird. Die im Ausgangskreis des Modulationsverstärkers 8 verstärkt auftretenden Mikrophonsignale werden über einen Ausgangstraneformator 9 als modulierende Spannungen einem ohne Trägerwellenunterdrückung wirksamen Anodenmodulator zugeführt. Der Anodenmodiulator enthält eine Triode in C-Schaltung 10, deren Anode durch einen Trennkondensator 11 mit einem Ausgangskreis 12 verbunden ist, während das Steuergitter über eine Hochfrequenzdrossel 13 an die Minusklemme einer Gitterspannungsquelle 14 ange-

legt ist. Die Anode der Triode io ist über eine Hochfrequenzdrossel 15 und die Sekundärwicklung des Ausgangstransformators 9 mit einem Anodenspannungsgerät 16 verbunden, und dem Steuergitter werden die von einem Oszillator 17 stammenden, zu modulierenden Hochfrequerizschwingungen über einen Energieverstärker 18 zugeführt. Die mit dem Ausgangskreis 12 gekoppelte Spule 19 ist über ein nachstehend zu erörterndes Netzwerk 20 mit einer Antenne 21 verbunden.

Der zweite Senderkanal 5 enthält einen die Stereophonischen Signale A und B subtrahierenden Differenzbildner, dessen Ausgangssignal A—B einem integrierenden Netzwerk 22 zugeführt wird, das mit einer Spannungsverstärkerstufe 23, einer Vorverstärkerstufe 24 und einem Modulationsverstärker 25 in Kaskade geschaltet ist. Der Modulationsverstärker 25 liefert durch einen Ausgangstrans formator 26 die Modulationsspannung eines mit Trägerwellenunterdrückung arbeitenden Anodenmodulators. Dieser Modulator enthält zwei Trioden 27, 27' in Gegentakt-C-Schaltung, deren Anoden durch Trennkondensatoren 28 und 28' mit verschiedenen Enden eines Ausgangskreises 29 verbunden sind; die Steuergitter sind über Hochfrequenzdrosiseln 30 und 30' an die Minusklemme eines Gitterspannungsgeräts 31 gelegt. Die Anoden der Trioden 27 und27' sind über Hochfrequenzdrosseln 32 bzw. 3(2' mit den Enden der Sekundärwicklung des Transformators 26 verbunden, von dem eine Mittelanzapfung an die Klemme eines Anodenspannungsgeräts 33 angeschlossen ist, während dem Steuergitter die von dem Energie verstärker 18 verstärkten, vom Oszillator 17 stammenden, zu modulierenden Hochfrequenzschwingungen über Kopplungskondensatoren 34 bzw. 34' gleichphasig zugeführt werden. Die im Ausgangskreis 29 auftretenden amplitudenmodulierten Schwingungen mit unterdrückter Trägerwelle werden durch Vermittlung einer Koppelspule 35 über das Koppelnetzwerk 20 der Antenne 21 zugeführt.

Der Summenbildner bzw. der Differenzbildner, welche die Eingänge der beiden Senderkanäle bilden, bestehen bei der dargestellten Ausführungsform aus zwei auf der Primärseite mit den Einzelmikrophonen ι und 2 verbundenen Transformatoren 36 bzw. 36', wobei die Ausgangsklemme 37 des Transformators 36 mit einer Mittelanzapfung des Transformators 36' verbunden ist. Das Summensignal, das zwischen den Klemmen 38 und 39 auftritt, wird einem Widerstand 40 entnommen, während das zwischen den Klemmen 38 und 41 auftretende Differenzsignal dem integrierenden Netzwerk 22 zugeführt wird. Damit der Summenbildner und der Differenzbildner gegenseitig auf gleiche Weise belastet werden, hat das integrierende Netzwerk 22 in dem ganzen zu übertragenden Frequenzbereich eineOhms'cheEingangsimpedanz, deren Größe annähernd gleich der des Widerstandes 40 ist. Bei der beschriebenen Ausführungsform besteht das integrierende _ Netzwerk daher aus zwei parallel geschalteten Zweigen, von denen der eine von der Reihenschaltung der Spule 42 und eines Widerstandes 43 und der andere von der Reihenschaltung eines Widerstandes 44 und eines Kondensators 45 gebildet wird; das integrierte Ausgangssignal wird dem Kondensator 45 entnommen.

Wie vorerwähnt, müssen die von den beiden Kanälen stammenden, ausgesandten Schwingungen für. die Trägerwellenschwingung um 9.0 ° in Phase verschoben sein. Zu diesem Zweck ist in die Verbindungsleitung des Trägerwellenverstärkers 18 nach dem Steuergitter der Trioden 27 und 2f ein 90 °-Phasenumdrehungsnetzwerk 46 eingeschaltet. Dies ist nicht durchaus erforderlich; zu diesem Zweck könnte auch in einen der Ausgangskreise der Amplitudenmodulatoren 10 bzw. 27, 27' eine Verzögerungsleitung eingefügt werden, deren elektrische Länge gleich einer Viertelwellenlänge der gemeinsamen Trägerwellenschwingung ist.

Bei der beschriebenen Sendevorrichtung sind die Teile des Kanals 5 für eine Leistung bemessen, die maximal io°/o, beim dargestellten Ausführungsbeispiel z. B. 2% der Leistung der entsprechenden Teile des· Kanals 4 betragen. Um beim Anschließen der Ausgangskreise 12 und 29 an die Antenne 21 eine hinderliche Rückwirkung des Modulators 10 auf den Modulator 27 oder 27' praktisch ganz zu vermeiden, sind diese Kreise mittels einer Duplexvorrichtung'20, die eine gegenseitige Entkopplung der erwähnten Ausgänge bewirkt, an die Antenne 21 angeschlossen. Solche Duplexvorrichtungen sind an sich bekannt und bestehen grundsätzlich aus einer Brückenschaltung mit z. B. drei induktiven und einer kapazitiven Impedanz, wobei die Ausgänge der Amplitudenmodulatoren 10, 27 und 27' an einander gegenüberliegenden Diagonalpunkten der Brückenschaltung angeschlossen sind, während die anderen Diagonalpunkte mit der Antenne 21 bzw. einer Nachbildungsimpedanz verbunden sind. Die Entkopplung zwischen den Kanälen 4 und 5 könnte auch auf andere- Weise bewirkt werden, z. B. indem man die Ausgangskreise ί·2 und 29 an verschiedene Antennen anschließt, deren Lage und Strahlungskennlinie zweckmäßig gewählt sind.

Die Bemessung der Teile des Kanals 5 für eine Leistung, die wesentlich geringer als die Leistung für die entsprechenden Teile des Kanals 4 ist, wird ermöglicht durch die Kombination einer Anzahl mit Rücksicht auf die Stereophonieübertragung möglicher Maßnahmen.

Für die niedrigeren Signalfrequenzen bis etwa 250 bis 350 Hz, die üblicherweise mit verhältnismäßig großer Amplitude im Schallbild auftreten, ergibt sich bei der beschriebenen Vorrichtung eine wesentliche Verringerung der- zu übertragenden Signalspannungsamplitude, indem die von den Mikrophonen 1 und 2 stammenden, kohärenten iao Signale A und B einem Differenzbildner zugeführt werden. Das gebildete Differenzsignal A—B weist für die erwähnten niedrigen Frequenzen einen kleinen Amplitudenwert im Vergleich zu dem A +B-Signal auf, da für diese Frequenzen die an den Mikrophonen 1 und 2 auftretenden Signale nur

geringe Intensitäts- und Phasenunterschiede aufweisen.

Für die Frequenzen oberhalb 500 bis 700 Hz tritt infolge der Bildung des A—B-Signals keine wesentliche Amplitudenverringerung auf, wodurch das Amplitudenmaximum der Amplitudenfrequenzkennlinie der Schallsignale für das· Differenzsignal A—B nicht wie beim Signal A, B oder A + B bei 500 Hz zu liegen kommt, sondern sich zu höheren Frequenzen, z. B. 700 bis 800 Hz, verschiebt. Es sei bemerkt, daß die für Frequenzen von 700 bis 800 Hz auftretenden maximalen Amplitudenwerte kleiner als die für Frequenzen von etwa 400 bis 500 Hz sind. Somit sind die im A—B-Kanal 5 zu verarbeitenden Signalamplituden kleiner als die im ^4+ B-Kanal 4, und der A—-B-Kanal kann für eine geringere Leistung als der A + B-Kanal bemessen werden. Wird nur aiii den Differenzbildner geachtet, so muß jedoch die für den A—B-Kanal erforderliche Ausgangsleistung zum Erzielen einer rationellen Übertragung im allgemeinen mindestens 10 % der Ausgangsleistung des A + B-Kanals betragen.

Bei stereophonischer Wiedergabe spielen hohe Signalfrequenzen, z. B. Frequenzen von 3000 bis 4OiOO Hz und mehr, eine verhältnismäßig untergeordnete Rolle mit Rücksicht auf die stereophonifidhe Wirkung, und sie können sogar störende Wirkungen veranlassen.

Anders gesagt, sind zur Stereophonischen Wiedergabe besonders Signalfrequenzen von etwa 200 bis 300 Hz bis etwa 3500 bis 4000 Hz wichtig, und für höhere Signalfrequenzen nimmt ihre Bedeutung für die Stereophonische Wirkung schnell mit zunehmender Frequenz ab.

Gemäß der Erfindung wird diese Erkenntnis benutzt, indem das A—B-Signal über das die Signalfrequenzen integrierende Netzwerk geführt wird, von dem die Zeitkonstante oder auch die Grenzfrequenz passend gewählt ist, d. h. derart, daß das vorerwähnte Maximum bei etwa 7010 bis 800 Hz in der Amplitudenfrequenzkennlinie für das A—B-Signal wesentlich herabgesetzt wird bzw. zu einem Bereich niedrigerer Frequenzen verschoben wird. Durch die Anwendung des integrierenden Netzwerkes im A—B-Kanal 5 wird der in diesem zu verarbeitende Signalpegel derart beschränkt, daß für den A—B-Kanal wenigstens bei Anwendung eines mit Trägerwellenunterdrückung wirkenden Modulators mit einer Ausgangsleistung von weniger als 10% der des A + B-Kanals ausgekommen werden kann.

Die für den A—B-Kanal 5 erforderliche Hochfrequenzleistung ist von der Grenzfrequenz des integrierenden Netzwerkes 22 abhängig, und zwar nimmt sie ab bei Erniedrigung der Grenzfrequenz. Die Grenzfrequenz kann naturgemäß nicht beliebig verkleinert werden. Es muß ein rationelles Signal-Rausch-Verhältnis für dsisA—B-Signal vorgesehen werden für die für die stereophonische Wirkung wichtigen Frequenzen. Ein für die Praxis vorteilhafter Wert der Grenzfrequenz des integrierenden Netzwerkes beträgt z. B. 200 bis 300 Hz.

Das integrierende Differenzsignal moduliert im A—B-Kanal mit Trägerwellenunterdrückung eine Trägerwelle in der Amplitude, welche Trägerwelle um 90 ° in Phase verschoben ist gegenüber der im A + B-Kanal ohne Trägerwellenunterdrückung amplitudenmodulierten Trägerwelle. Unter Voraussetzung geeigneter Ausbildung der beiden Amplitudenmodulatoren entstehen in keinem der beiden Kanäle Seitenbandfrequenzen, die außerhalb des üblichen Amplitudenmodulationsspektrums von etwa 9 kHz liegen. Dies trifft auch zu für das Modulationsspektrum nach Überlagerung der Ausgangsschwingungen des A + B- und des A—B-Kanals. Mit Rücksicht auf die um 90 ° in Phase verschobene Trägerwelle im A—B-Kanal vertreten jedoch die Ausgangsschwingungen dieses Kanals eine Winkelmodulation der Trägerwelle des A + B-Kanals, und zwar eine Frequenzmodulation, da das Differenzsignal A—B dem Modulator im A—B-Kanal über ein integrierendes Netzwerk zugeführt wurde. Wie nach den vorangehenden Darlegungen bezüglich des· Modulationsspektrums ersichtlich sein wird, handelt es sich hier um eine Frequenzmodulation mit sehr kleinem Hub (schmale Bandfrequenzmodulatioin), die im übrigen nicht identisch mit üblicher Frequenzmodulation ist wegen der vollständigen Abwesenheit von Seitenbandfrequenzen höherer Ordnung, was, wie im folgenden erläutert wird, für die Ausbildung des Empfängers wichtig ist.

Empfangsseitig kann das A + B-Signal durch einen üblichen Amplitudendemodulator zurückgewonnen werden. Wenn der A—B-Kanal des Senders keine Trägerwellenkomponente geliefert hat, werden die A—B-Seitenbandschwingungen praktisch nicht zum Ausgangssignal eines Amplitudendemodulators beitragen, dem alle ausgesandten Schwingungen zugeführt werden. Infolgedessen kann die Stereophoniesendung ohne Bedenken mit einem üblichen Amplitudenmodulationsempfänger angehört werden, wenn auch naturgemäß ohne stereophonische Wiedergäbe.

Wäre der Sender so ausgebildet, daß die Trägerwelle im A + B-Kanal unterdrückt und nur die Trägerwelle des A—-B-Kanals ausgesandt wird, so würde auf der Empfangsseite ein Amplitudendemodulator nur das A—B-Signal liefern. Auf χχ₀ ähnliche Weise liefert bei der erörterten Senderausbildung Frequenzdemodulation der ausgesandten Schwingungen nur das A—B-Signal und im weiter angegebenen Fall mit Trägerwellenunterdrückung im A + B-Kanal nur das A + B-Signal.

Sobald die beiden Senderkanäle zur ausgesandten Gesamtträgerwelle beitragen, liefert sowohl Amplituden- als auch Frequenzdemodulation der ausgesandten Schwingungen ein Gemisch aus A + B- und A—B-Signalen. Mit anderen Worten, es tritt in diesem Fall ein Übersprechen zwischen dem A + B-Kanal und dem A—B-Kanal in einem Maße auf, das von der Phase der Gesamtträgerwelle •egenüber z. B. der Trägerwellenkomponente aus dem A + B-Kanal allein abhängig ist.

Um ein solches auch bei nicht stereophonischem Empfang störendes Übersprechen bei der dargestellten Senderausbildung auf einen nicht störenden Pegel zu beschränken, ist es erforderlich, dafür zu sorgen, daß die im Ausgang des A—.B-Kanals auftretende Trägerwellenkomponente praktisch vernachlässigbar klein ist gegenüber der von dem A + ß-Kanal gelieferten Trägerwellenkomponente. Dies wird in diesem Fall dadurch erreicht, daß die Leistung der dem^i—5-Kanal zugeführten Trägerwelle nur ein Bruchteil der Leistung der Trägerwelle im .^ + .B-Kanal ist und außerdem im A—B-Kanal Trägerwellenunterdrückung im Modulator stattfindet.

Eine andere Form von Übersprechen, die besonders für Stereophonieübertragung wichtig ist, ist ein gegeneinander ungleicher Phasengang für die Niederfrequenzsignale in den Übertragungskanälen einschließlich der Sende- und der zugehörigen Empfangskanäle. Aus einem bei den Empfängern noch naher zu erläuternden Grund sind die Beiträge der Sendekanäle zu diesem ungleichen Phaseragang vorzugsweise ein geringer Bruchteil, z. B. ¹ZiO des maximalen, im ganzen System zulässigen Unterschieds. Besonders aus diesem Grund sind die Belastungen der Summen- und Differenzbüdner durch den Widerstand 40 und das Netzwerk 22 über den ganzen zu übertragenden Frequenzbereich einander gleichgemacht.

Schließlich sei bemerkt, daß das Zurückgewinnen der Trägerwellenschwingung auf der Empfangsseite zum Erzielen einer vorzüglichen Stereophoniewiedergabe infolge der Frequenzmodulation der ausgesandten Trägerwellenschwingungen durch die niedrigen Frequenzen des Differenzsignals erschwert wird. Auch mit Rücksicht auf die Tatsache, daß diese Frequenzen nur wenig zu der stereophonischen Wirkung beitragen, können sie vollständig unterdrückt werden mittels eines in den Nieder frequenzteil des A—.B-Kanals geschalteten Hochpaßfilters mit einer Grenzfrequenz von z. B. 200 bis 300 Hz.

Fig. 2 zeigt den Typus eines Empfängers nach der Erfindung für eine ausgezeichnete, stereophonische .Schallwiedergabe der von einer Sendevorrichtung nach Fig. 1 ausgesandten Signale.

Die durch eine Empfangsantenne 47 empfangenen Hochfrequenzsignale werden einer mit einem örtlichen Oszillator 48 verbundenen Mischstufe 49 zug₀ geführt, deren Ausgangskreis mit einer üblichen Bandbreite von etwa 9 kHz von einem Bandfilter 50 gebildet wird. Das Bandfilter 50 ist in Parallelschaltung an den Eingang dreier Kanäle 51, 52, 53 angeschlossen, die in dieser Reihenfolge einen Amplitudendemodulator, eine "Vorrichtung zum Aussieben der Trägerwellenschwingung und einen Frequenzdemodulator enthalten.

Der Kanal 52, der zum Aussieben der Trägerwellenschwingung dient, enthält einen auf die Trägerwellenfrequenz abgestimmten Kreis 54, der den Ausgangskreis einer an das Bandfilter 50 angeschlossenen, als Zwischenfrequenzverstärker geschalteten Pentode 55 bildet. Der Kreis 54 wird dadurch entdämpft, daß er in den Anodenkreis einer Pentode 56 aufgenommen ist, deren Steuergitter durch eine Spule 57 auf den Kreis 54 rückgekoppelt ist. Durch passende Einstellung des Rückkopplungsgrades kann eine sehr geringe Bandbreite für den Kreis 54 erzielt werden.

Da die Empfängerabstimmung sehr genau sein muß, ist die Anwendung selbsttätiger Frequenzkorrektion (AFC.) aus praktischen Erwägungen sehr erwünscht.

Es sei bemerkt, daß die Zurückgewinnung der Trägerwelle auf der Empfangsseite ohne Seitenbandfrequenzen auch auf andere Weise als durch Aussieben erfolgen kann, z. B. durch einen örtlichen Trägerwellenoszillator, dessen Frequenz und Phase durch eine selbsttätige Frequenzkorrektionsschaltung auf der empfangenen Trägerwellenschwingung stabilisiert werden. Die Eingangsträgerwelle wird dann z. B. über einen auf die Trägerwelle abgestimmten Kreis zu einer als Phasendetektor wirkenden Mischstufe geführt und in dieser mit einer von einem örtlichen Trägerwellenoszillator stammenden Schwingung verglichen, wobei die Ausgangsspannung der Mischstufe über ein Tiefpaßfilter als Regelspannung einem mit dem örtlichen Oszillator gekoppelten Frequenzkorrektor zugeführt wird.

Der Kanal 51 enthält eine als Amplitudendetektor wirksame, von einer Pentode 58 gebildete Mischstufe, wobei dem Steuergitter die Eingangssignale und dem Fanggitter die vom selektiven Kreis 54 stammende ausgesiebte Trägerwelle zugeführt werden. Da die ausgesiebte Trägerwelle mit der empfangenen Trägerwelle für das Summensignal A + B in Phase ist, entsteht an dem von einem Widerstand 59 gebildeten Ausgangskreis der Mischstufe 58 das Niederfrequenzsummensignal A + B, das danach in einem Niederfrequenzverstärker 60 verstärkt wird.

Der Kanal 53 enthält einen Frequenzdemodulator mit einer Mischröhre, z. B. einer Hexode oder einer Pentode. Bei der dargestellten Ausführungsform wird die Mischröhre von einer Pentode 61 gebildet, deren Anodenkreis ein aus der Reihenschaltung einer Spule 62 und eines Widerstandes 63 bestehendes differentiierendes Netzwerk enthält. Dem Steuergitter der Pentode 61 werden die vom Bandfilter 50 stammenden Eingangssignale zugeführt, während das Fanggitter über ein 90°-Phasendrehungsnetzwerk mit dem Schwingungskreis 54 gekoppelt ist. Bei der beschriebenen Ausführungsform wird das Phasendrehungsnetzwerk von einem induktiv mit dem Kreis 54 verbundenen, auf die Trägerwellenfrequenz abgestimmten Schwingungskreis 64 gebildet. Da die dem Fanggitter der Pentode 61 zugeführte Mischspannung in der Frequenz und in der Phase 'der Trägerwelle des durch Amplitudenmodulation mit Trägerwellenunterdrückung ausgesandten integrierten Differenzsignals A—B entspricht, entsteht in der Pentode 61 ein Anodentrom, der sich im Rhythmus des integrierten Differenzsignals A—B ändert. Am differentiierenden Netzwerk 62, 63 entsteht also eine Niederfrequenz-

spannung, deren Größe dem ursprünglichen Niederfrequenzdiifferenzsiignal A·—B entspricht. Dieses wird . zur Verstärkung einem Niederfrequenzverstärker 65 zugeführt.
Da bei dem Empfänger nach Fig. 2 der Demoidiulationsvorgang genau reziprok mit dem senderseitig stattfindenden Modulationsverfahren ist, kann ein ausgezeichneter Empfang des A + S-Signals und des A—.B-Signals erzielt werden.

Zum Erzielen einer stereophonischen Schallwiedergabe wird das an den Ausgängen der Niederfrequenzverstärker 60 bzw. 65 auftretende Summensignal A -YB bzw. Differenzsignal A—B gemeinsam einem diese Signale summierenden Summenbildner und einem subtrahierenden Differenzbildner zugeführt, wobei die durch Summierung und Subtraktion erhaltenen, kohärenten Signale^ und B gegebenenfalls über gesonderte Lautstärkeregler zu voneinander getrennten Wiedergabevorrichtungen 66 und 67 zugeführt werden.

Der Summenbildner und der Differenzbildner werden von zwei auf der Primärseite mit den Ausgängen der Niederfrequenzverstärker 60 und 65 verbundenen Transformatoren 68 bzw. 69 gebildet, wobei eine Ausgangsklemme 70 des Transformators

68 mit einer Mittelanzapfung des Transformators

69 verbunden ist. Beide stereophonische Signale A und B werden zwischen der übrigen Klemme j,i des Transformators 68 bzw. den Ausgangsklemmen 72 und 73 des Transformators· 69 entnommen.

Wenn bei der beschriebenen Vorrichtung die Amplitude der den Fanggittern der Mischstufem 58 und 61 zugeführten Trägerwöllenschwingung hinreichend groß ist gegenüber den dien Steuergittern zugeführten Signalen und die richtige Phasenlage hat, geben die Ausgangsspannungen der Mischstufen das Summensignal A + B und das Differenzsignal A—B genau wieder.

Fig. 3 zeigt eine einfache Stereophonieempfängerart nach der Erfindung.

Bei dieser Ausführungsform werden die durch die Empfangsantenne 74 empfangenen Signale einer mit einem Trägerwellenoszillator 75 verbundenen Mischstufe 76 zugeführt, deren Ausgangskreis mit JJ bezeichnet ist. Der Kreis Jj ist induktiv mit zwei getrennten Schwingungskreisen 78 und 79 gekoppelt, die die Eingänge zweier Kanäle 80 und 81 bilden. Der Kanal 80 enthält einen Zwischenfrequenzverstärker 82, dessen Ausgangsbandfilter 83 an einen 'Diodengleichrichter 84 mit der Ausgangsknpedanz 85 angeschlossen ist.

Der Kanal 81 enthält die Kaskadenschaltung eines Amplitudenbegrenzers und eines Frequenzdemadulators. Der Amplitudenbegrenzer enthält eine als Zwischenfrequenzverstärker geschaltete Pentode 86, wobei das Steuergitter über einen vom Kondensator 87 überbrückten Widerstand 88 mit der Kathode verbunden ist, während der Ausgangskreis aus einem Bandfilter 89 mit den Kreisen 90 und 91 besteht, die einen Teil eines- Frequenzdemodulators bilden. Der Frequenzdemodulator ist von der an sich für Detektion üblicher FrequenzmodulationsaussendungenbekanntenArt und enthält zwei mit den Enden des Kreises 91 verbundene Gleichrichter 92 und 93, die miteinander durch eine Ausgangsimpedanz 94 verbunden sindi. Ein Mittelanzapfungspunkt der Ausgangsimpedanz 94 ist über eine Hochfrequenzdrossel 95 mit einer Miittelanzapfung des Kreises 91 verbunden, der über einen Trennkondensator 96 mit einem Ende des Kreises 90 verbunden ist.

. Wenn am Ausgangskreis Jj der Zwisehenfrequenzverstärkerstufe 76 mit einer normalen Bandbreite von etwa 9 kHz die vom Summensignal A + B amplitudenmodulierten und vom Differenzsignal A—B frequenzmodulierten Signale auftreten, entsteht an der Austgangsimpedanz 85 des Diodengleichrichters 84, wie ohne weiteres ersichtlich ist, das Niederfrequenzsummensignal A + B.

Die vom Kreise JJ stammendien Schwingungen rufen an dem im Steuergitterkreis liegenden Netzwerk 87, 88 des Amplitudenbegrenzere 86 eine sich mit dem Summensignal A +B "ändernde Gittervorspannung hervor, die zur begrenzenden Wirkung der Pentode 86 beiträgt. Bei zweckmäßiger Bemessung des Netzwerkes 87, 88 entsteht am Ausgangsbandfilter 89 des Amplitudenbegrenzers eine vom Differenzsignal frequenzmodulierte Schwingung, deren Amplitudenmodulationen weitgehend unterdrückt sind. Dann tritt an der Ausgangsimpedanz 94 des Frequenzdetektors das Niederfrequenzdifferenzsignal.A—Β auf. Dabei sei bemerkt, daß gewünschtenfalls mit dem Amplitudenbegrenzer 86 in Kaskade geschaltet werden kann.

Wie bei der Erläuterung des A—S-Sendekanals bemerkt, bewirken die A—5-Seitenbandsignale infolge der Abwesenheit von Seitenbandfrequenzen höherer Ordnung keine übliche Phasenmodulation der ausgesandten Trägerwellen; bei Verwendung einer scharf wirksamen Begrenzung oder einer Amplitudenmodulationsgegenkopplung im A—B-Empfangskanal werden die dadurch möglichen Verzerrungen bei Anwendung eines üblichen Frequenzmodulationsdetektors weitgehend vermieden.

Zum Erzielen der stereophonischen Schällwiedergäbe werden die an den Ausgangs impedanzen 85, 94 des Amplitudenmodulators und des Frequenzdemodulators auftretenden Signale aiuf ähnliche Weise wie beim Empfänger nach Fig. 2 über einen Summen- und einen Differenzbildner den voneinander getrennten Schallwiedergebern 66 und 67 zugeführt. Entsprechende Teile sind hier mit gleichen Bezugsziffern versehen.

Bei den vorstehend beschriebenen Empfängern werden die kohärenten Signaled und B durch Summierung und Subtraktion des Summensignals A + B und des Differenzsignals A—B erhalten. Wenn die Übertragungskanäle· für die Niederfrequenzsignale nicht den gleichen Phasengang auf- ■ weisen, tritt bei der erwähnten Summierung und Subtraktion ein Übersprechen auf. Durch Untersuchungen wurde festgestellt, daß bei Stereophonie-Übertragung ein erhebliches Maß von Übersprechen, z.B. ein Übersprechpegel von —15 bis —20db, ulässig ist. Da die Sendekanäle, wie bereits erwähnt, vorzugsweise gegenseitig einen sehr gerin-

gen Phasenunterschied aufweisen, kann auf der Empfangsseite eine wesentlich größere Toleranz zugelassen werden. Dies bedeutet einen wesentlichen Vorteil bei der Massenherstellung der Empfänger. Die Summen- und Differenzbildner werden bei den beschriebenen Ausführungsformen auf der Sende- und auf der Empfangsseite von zwei miteinander gekoppelten Transformatoren gebildet. Diese Summen- und Differenzbildner können auch auf

ίο andere Weise hergestellt sein, z. B. mittels zweier auf der Ausgangsseite getrennter Niederfrequenzverstärker, wobei das eine Signal gleichphasig und. das andere Signal gegenphasdg den Steuergittern der Verstärkerröhren zugeführt werden. Es können auch aus Widerständen zusammengesetzte Netzwerke zu diesem Zweck verwendet werden.

Es leuchtet ein, daß bei den erörterten Empfängern entweder der A—i?-Zweig oder der A + B-Zweig außer Betrieb gesetzt werden kann, sofern Empfang von ausschließlich amplituden- oder fre-. quenzmodulierten Signalen beabsichtigt wird.

Claims (14)

1. Patentansprüche:

   i. Stereophonischeis Übertragungssystem, bei dem senderseitig kohärente, stereophoniscihe Signale Anna B als Modulationen einer gleichen Trägerwellenfrequenz ausgesandt werden und empfangsseitig die als Modulationen einer gleichen Trägerwellenfrequenz ausgesandten Signale^ und B verschiedenen Wiedergabevorrichtungen zugeführt werden, dadurch gekennzeichnet, daß der Sender zwei Kanäle mit an einen gemeinsamen Trägerwellenoszillator angeschlossenen Amplitudenmodulatoren enthält, die an der Ausgangsseite an ein Antennensystem angeschlossen sind, und die von beiden Kanälen stammenden ausgesandten Schwingungen für die Trägerwellenschwingung eine Phasenverschiebung von 90⁰ haben, wobei der erste Kanal einen die stereophonischen Signale (A und B) addierenden Summenbildner und einen von seinem Ausgangssignal (A + B) gesteuerten Amplitudenmodulator ohne Trägerwellenunterdrückung enthält und der zweite Kanal einen die stereophonischen Signale (A und B) subtrahierenden Differenzbildner und einen von seinem Ausgangssignal (A—B) über ein integrierendes Netzwerk gesteuerten Amplitudenmodulator mit Trägerwellenunterdrückung enthält, und die Teile des zweiten Kanals für eine Leistung bemessen sind, die maximal 10% der Leistung für die entsprechenden Teile im ersten Kanal beträgt, wobei an den Hochfrequenzteil des Empfängers, der eine Bandbreite eines normalen Amplitudenmodulationsempfängers hat, etwa 9 kHz, zwei Kanäle mit einem Amplitudendemodulator bzw. einem Frequenzdemodulator angeschlossen sind und das am Ausgang des¹ Amplitudendemodulators auftretende Summensignal (A + B) und das am Ausgang des Frequenzdemodulators auftretende Differenzsignal (A—B) gemeinsam einem diese Signale summierenden Summenbildiier und einem subtrahierenden Differenzbildner zugeführt werden, während die durch Summierung und Subtraktion erhaltenen kohärenten Signale (A und B) von einander getrennten Wiedergabevorrichtungen zugeführt werden.
2. 2. Stereophonisches Übertragungssystem nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Übertragungskanäle, einschließlich der Sende- und der Empfangskanäle, für die Niederfrequenzsignale gegenseitig einen wenigstens nahezu gleichen Phasengang aufweisen.
3. 3. Stereophoniesender zur Verwendung bei einem Übertragungssystem nach Anspruch 1 oder 2, bei dem die kohärenten stereophonischen Signale (A und B) als Modulationen der gleichen Trägerwellenfrequenz ausgesandt werden, dadurch gekennzeichnet, daß der Sender zwei Kanäle mit an einen gemeinsamen Trägerwellenoszillator angeschlossenen Amplitudenmodulatoren enthält, die ausgangsseitig an ein Antennensystem angeschlossen sind und die von beiden Kanälen stammenden, ausgesandten Schwingungen für die Trägerwellenschwingung einen Phasenunterschied von 90⁰ aufweisen, wobei der erste Kanal einen die stereophonischen Signale (A und B) addierenden Summenbildner und einen von seinem Ausgangssignal go (A + B) gesteuerten Amplitudenmodulator ohne Trägerwellenunterdrückung enthält und der zweite Kanal einen die stereophonischen Signale (A und B) subtrahierenden DifferenZbMner und einen von seinem Ausgangssignal (A—B) über ein integrierendes Netzwerk gesteuerten Amplitudenmodulator mit Trägerwellenunterdrückung enthält, und die Teile des zweiten Kanals für eine Leistung bemessen sind, die maximal ίο°/ο der Leistung der entsprechenden Teile im ersten Kanal beträgt.
4. 4. Stereophoniesendeir nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß Ausgänge der beiden Senderkanäle über eine gegenseitige Entkopplung zwischen den erwähnten Ausgängen hervorrufende Duplexvorrichtung an eine gemeinsame Antenne angeschlossen sind.
5. 5. Stereophoniesender nach Anspruch 3 oder 4, dadurch gekennzeichnet, daß zum Erzielen einer ao°"Phasenverschiebung für die Trägerwellenschwingungen der von beiden Senderkanälen stammenden ausgesandten Schwingungen in eine der Verbindungsleitungen des gemeinsamen Trägerwellenoszillators zu den Modulatoren ein 9O^O-Phasenverschiebungsnetzwerk eingeschaltet ist.
6. 6. Stereophoniesender nach Anspruch 3 oder 4, dadurch gekennzeichnet, daß zum Erzielen einer 9O°-Phasenverschiebung für die Trägerwellenschwingung der von beiden Senderkanälen stammenden ausgesandten Schwingungen in einen der Ausgangskreise der Amplitudenmodulatoren eine Verzögerungsleitung eingeschaltet ist, deren elektrische Länge gleich einem ungeraden Vielfachen einer Viertel wellenlänge der gemeinsamen Trägerwellenschwingung ist.
7. 7- Stereophoniesender nach einem der Ansprüche 3 bis 6, dadurch gekennzeichnet, daß ■die Grenzfrequenz des integrierenden Netzwerkes im A—S-Kanal etwa 200 bis 300 Hz beträgt.
8. 8. Stereophoniesender nach einem der Ansprüche 3 bis 7, dadurch gekennzeichnet, daß in Reihe mit dem integrierenden- Netzwerk ein Hochpaßfrlter geschaltet ist, dessen. Grenzfrequenz 200 bis 300 Hz ist.
9. 9. Stereophoniesender nach einem der Ansprüche 3 bis 8, dadurch gekennzeichnet, daß der Summenbildner von einem Widerstand belastet ist und der Differenzbildner vom integrierenden Netzwerk belastet ist, das für den ganzen zu übertragenden Frequenzbereich eine konstante Widerstandseingangsimpedanz hat, deren Größe dem Belastungswiderstand des Summenbildners entspricht.
10. ίο.. Stereophoniesender nach einem der Ansprüche 3 bis 9, dadurch gekennzeichnet, daß der Summen- und der Differenzbildner aus zwei auf der Primärseite mit den Einzelschallaufnehmern verbundenen Transformatoren bestehen, wobei die Auegangsklemme des einen Transformators mit einer Mittelanzapfung des anderen Transformators verbunden ist, und das Summensignal (A + B) und das Differenzsignal (A—B) zwischen der verbleibenden Ausgangsklemme des ersten Transformators und den Ausgangsklemmen des zweiten Transformators entnommen werden.
11. 11. Stereophonieempfänger zur Verwendung bei einem Stereophonieübertragungssystem nach Anspruch 1 oder 2 und für den Empfang der von einer Sendevorrichtung nach einem der Ansprüche 3 bis 10 ausgesandten Signale, wobei die als Modulationen einer gleichen Trägerwellenfrequenz ausgesandten kohärenten Signale (A und B) verschiedenen Wiedergabevorrichtungen zugeführt werden, dadurch gekennzeichnet, daß an den Hochfrequenzteil des Empfängers, der eine Bandbreite eines normalen Amplitudenmodulationsempfängers hat, etwa 9 kHz, zwei Kanäle mit einem Amplitudendemodulator bzw. einem Frequenzdemodulator angeschlossen sind, wobei das am Ausgang des Amplitudenniodulators auftretende Summensignal (A + B) und das am Ausgang des Frequenzmodulators auftretende Differemzsignal (A—B) gemeinsam einem diese Signale summierenden Summenbildner und einem subtrahierenden Differenzbildner zugeführt werden, während die durch Summierung und Subtraktion erhaltenen, kohärenten Signale (A und B) Einzelwiedergabevorrichtungen zugeführt weiden.
12. 12. Stereophonieempfänger nach Anspruch 11, dadurch gekennzeichnet, daß er eine Vorrichtung zum Ausisieben der Trägerwellenschwingung, z. B. einen selektiven Kreis enthält, wobei der Amplitudendemodulator von einer Mischstufe und der Frequenzdemodulator von einer weiteren Mischstufe mit einem in den Ausgangskreis eingefügten differentiierenden Netzwerk gebildet werden, welchen 'Mischstufen die ausgesiebten Trägerwellenschwingungen mit einer 9O°igen Phasenverschiebung zugeführt werden.
13. 13. Stereophonieempfänger nach Anspruch· \i 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Empfänger bebesteht aus einem Amplitudenmodulationsempfänger mit einem an den Hochfrequenzteil des Empfängers· mit einer Bandbreite von etwa '9 kHz angeschlossenen zusätzlichen. Kanal, der die Kaskadenschaltung eines Amplituidenbegrenzers und eines Frequenzdemodulators enthält, wobei weiter die Ausgänge der beiden Kanäle durch den Summenbildner und den Differenzbildner mit den verschiedenen Wiedergabevorrichtungen verbunden sind.
14. 14. Stereophonieempfänger nach einem der Ansprüche 11 bis 13, dadurch geikennzeichnet, daß der Summenbildner bzw. Difrerenzbildner von zwei primärseitig mit dem Ausgang des Amplitudendemodulators.bzw. Frequenzdemodulators verbundenen Transformatoren gebildet wird, wobei eine Ausgangsklemme des einen Transformators mit einer Mittelanzapfung des anderen Transformators verbunden ist, und die beiden etereophonischen Signale (A und B) zwischen der verbleibenden Ausgangsklemme des ersten Transformators und den Ausgangsklemmen 'des zweiten Transformators entnommen werden.

    Hierzu 1 Blatt Zeichnungen

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