DE962174C

DE962174C - Circuit arrangement for automatically regulated bumper band limitation

Info

Publication number: DE962174C
Application number: DEG14801A
Authority: DE
Inventors: Wolfgang Doerken
Original assignee: Graetz GmbH and Co OHG
Current assignee: Graetz GmbH and Co OHG
Priority date: 1954-07-06
Filing date: 1954-07-06
Publication date: 1957-04-18

Description

Schaltungsanordnung für selbsttätig geregelte Störbandbegrenzung Für UKW-FM-Rundfunkempfang wird in modernen Empfängern der Niederfrequenzteil so gestaltet, daß die Tonfrequenzen bis 15 kHz wiedergegeben werden. Dadurch ist eine qualitativ hochwertige Musik-Sprache-Übertragung möglich, die infolge der als Pre- und Deemphasis bekannten Maßnahmen im allgemeinen auch genügend stör-und rauschfrei ist.Circuit arrangement for automatically regulated interference band limitation For VHF-FM radio reception is designed in modern receivers, the low-frequency part, that the audio frequencies up to 15 kHz are reproduced. This is a qualitative one high-quality music-speech transmission possible as a result of the pre- and de-emphasis known measures is generally also sufficiently free of interference and noise.

Die Wiedergabe der sehr hohen Tonfrequenzen hat jedoch den einen Nachteil, daß bei schwach einfallenden Sendern trotz der Vorteile der Frequenzmodulation das Klangbild durch einen erheblichen Rausch- und Störanteil beeinträchtigt wird. Infolge der zum Teil sehr günstigen Ausbreitungsverhältnisse für das zur Zeit verwendete Frequenzband des UKW-FM-Rundfunks wird aber nun immer mehr die stör- und rauschfreie Wiedergabe auch sehr schwach einfallender Sender gefordert.However, the reproduction of the very high audio frequencies has the one disadvantage, that with weakly incident transmitters despite the advantages of frequency modulation Sound image is impaired by a considerable amount of noise and interference. As a result the partly very favorable propagation conditions for the currently used However, the frequency band of VHF-FM broadcasting is now becoming more and more interference-free and noise-free Playback of very weakly incident channels is also required.

Da also die Grenzempfindlichkeit der Eingangsschaltungen bereits einen nahe der physikalisch möglichen Grenze gelegenen günstigen Wert besitzt, ist an dieser Stelle kaum noch eine Verbesserung der Wiedergabe sehr schwacher Sender mit einfachen Mitteln zu erwarten. Ein anderer Weg besteht nun darin, beim Empfang schwacher Sender Störungen undRauschen durchBeschneiden der hohen Tonfrequenzen aus der Wiedergabe herauszunehmen. Dieses wird der Hörer oft notgedrungen von selbst durch Betätigung des Klangreglers vornehmen, den zusätzlichen Bedienungshandgriff aber als lästig empfinden. Von AM-Empfängern her ist nun bereits die »selbsttätige niederfrequente Bandbreitenregelung« bekannt, durch welche beim Empfang schwacher Sender die hohen Tonfrequenzen zur Beseitigung von Störungen geschwächt werden. Dieses erfolgt meistens durch einen besonderen Gegenkopplungskanal, welcher eine schwundgeregelte Verstärkerröhre enthält: Um mit einem möglichst geringen zusätzlichen Aufwand auszukommen, wird hierfür oft die bereits vorhandene Abstimmanzei,geröhre (Magisches Auge) verwendet.Since the limit sensitivity of the input circuits is already a has a favorable value close to the physically possible limit is on At this point there is hardly any improvement in the reproduction of very weak stations expected simple means. Another way is to get weak reception Transmitter interference and noise from clipping the high audio frequencies remove from playback. The listener is often forced to do this himself carry out the additional operating handle by operating the tone control but feel annoying. In terms of AM receivers, the »automatic low-frequency bandwidth control "known, through which the reception is weaker Transmitters that use high audio frequencies are weakened to remove interference. This is usually done through a special negative feedback channel, which is a fading controlled amplifier tube contains: To with as little additional as possible The existing voting display is often used for this purpose (Magic Eye) used.

Abb. i und 2 zeigen zur Erläuterung das Schema solcher bekannten Anordnungen für »selbsttätige, niederfrequente Bandbreitenregelung«.Fig. I and 2 show the scheme of such known arrangements for explanation for "automatic, low-frequency bandwidth control".

Die Röhren Rö, und Rö, bilden den Niederfrequenzverstärkereins Empfängers, welcher einem Gegenkopplungsweg GK (meist ein Netzwerk aus Kondensatoren und Widerständen) mit der Gegenkopplungsspannung Ui besitzt, um ein gewünschtes Klangbild zu erzielen. Über eine Schaltungsanordnung V wird nun ein zweiter Gegenkopplungsweg gebildet, welcher durch Regelung der Röhre Rö3 in seiner Wirksamkeit gesteuert wird und so bemessen ist, daß er die hohen Tonfrequenzen und damit die Störungen in diesem Bereich beschneidet. Die NF-Spannung für den zusätzlichen (egenkopplungskanalwird zumeist hinter der Endröhre Rö2 entnommen. Die zusätzlich durch Rö, geregelte Gegenkopplungsspannung U2 wird in den bisher bekannten Ausführungen entweder an das Gitter (Abb. i, Punkt A) oder an die Anode (Abb. 2, Punkt B) der NF-Vor verstärkerröhre Rö1 .geführt. Die Anordnung soll so arbeiten, daß die durch sie bewirkte »Störbandbegrenzung« bei sehr schwachen Sendern kräftig wirkt, bei stärkeren jedoch durch Zuregeln der Röhre Rö.. wirkungslos wird.The tubes Rö, and Rö, form the low-frequency amplifier of a receiver, which has a negative feedback path GK (usually a network of capacitors and resistors) with the negative feedback voltage Ui in order to achieve a desired sound image. A second negative feedback path is now formed via a circuit arrangement V, which is controlled in its effectiveness by regulating the tube Rö3 and so on is dimensioned that he the high audio frequencies and thus the interference in this area circumcised. The LF voltage for the additional (negative feedback channel is mostly taken from behind the end tube Rö2. The negative feedback voltage also regulated by Rö, In the versions known so far, U2 is either attached to the grid (Fig. I, point A) or to the anode (Fig. 2, point B) of the LF pre-amplifier tube Rö1. The arrangement should work in such a way that the »interference band limitation« caused by it has a powerful effect on very weak transmitters, but by reducing the on stronger ones Tube tube .. becomes ineffective.

Diese bekannten Anordnungen weisen nun bei Verwendung in UKW-FM-Rundfunkempfängern den Nachteil auf, daß bei Bemessung des zusätzlichen Gegenkopplungsweges auf kräftige Unterdrückung der hohen Tonfrequenzen bei sehr schwachen Sendern, wie es zu einem erträglichen Empfang erforderlich wäre, die selbsttätige Regelung durch die Röhre Rö, nicht ausreicht, um bereits bei etwas stärkeren Sendern die volle, unverfälschte Höhenwiedergabe zu gestatten, wie es bei FM-Rundfunkempfang erwünscht und an sich möglich ist, da der Störabstand mit der Empfangsspannung sehr stark ansteigt. Dieser Nachteil wird oft noch dadurch vergrößert, daß das als Regelröhre Rö, benutzte Magische Auge bei UKW-Empfang nicht mit der vollen zur Verfügung stehenden Regelspannung (z. B. vom Ratiodetektor) gesteuert werden kann, da die Leuchtsektoren sonst zu schnell schließen und für stärkere Sender eine einwandfreie Abstimmanzeige nicht mehr erfolgen würde. Bemißt man dagegen den zusätzlichen Gegenkopplungsweg so, daß die volle Höhenwiedergabe früh genug einsetzt, so ist die Wirkung bei schwachen Sendern nicht ausreichend, um genügend stör- und rauschfreien Empfang.zu gestatten.These known arrangements are now used in VHF-FM radio receivers the disadvantage that when dimensioning the additional negative feedback path to strong Suppression of the high audio frequencies at very weak stations, like it to a tolerable reception would be required, the automatic regulation by the tube Rö, not enough to get the full, unadulterated channels even with somewhat stronger channels To allow treble reproduction as desired and as such in FM radio reception is possible because the signal-to-noise ratio increases very sharply with the receiving voltage. This The disadvantage is often compounded by the fact that the magic tube used as a control tube Eye with VHF reception not using the full control voltage available (e.g. by the ratio detector) can be controlled, since the light sectors otherwise to close quickly and not a perfect tuning display for stronger stations more would be done. If, on the other hand, the additional negative feedback path is dimensioned in such a way that the full treble response starts early enough, so the effect is with weak ones Not enough transmitters to allow sufficient interference-free and noise-free reception.

Die Erfindung zeigt nun einen Weg, wie ohne zusätzlichen Aufwand der Gegenkopplungsweg zur Störbandbegrenzung durch selbsttätige, niederfrequente Bandbreitenregelung so dimensioniert werden kann, daß die Wirkung bei schwachen Sendern ausreichend ist und trotzdem schnell genug bei Ansteigen der einfallenden Senderspannung die volle Wiedergabe der hohen Tonfrequenzen - wie sie heute von Qualitätsempfängern verlangt wird - einsetzt.The invention now shows a way of how without additional effort Negative feedback path to limit the interference band through automatic, low-frequency bandwidth control can be dimensioned so that the effect is sufficient with weak transmitters is and still fast enough when the incident transmitter voltage increases full reproduction of the high audio frequencies - as they are today from quality receivers is required - begins.

Der Erfindungsgedanke beruht auf der Überlegung, daß im allgemeinen alle Sender, schwache sowohl als starke, mit gleicher Lautstärke gehört werden; d. h., bei Übergang von einem schwächeren auf einen stärkeren Sender wird normalerweise der Lautstärkeregler zurückgedreht werden, wenn nicht schon die Lautstärke durch Einsetzen der Wirkung der Begrenzerstufe auf gleichen Pegel gehalten wird. Bei modernen UKW-FM-Empfängern, die einen Ratiodetektor besitzen, findet dieses jedoch erst bei Sendern statt, die so stark einfallen, daß bei ihnen eine Störbandbegrenzung durch die selbsttätige niederfrequente Bandbreitenregelung nicht mehr erforderlich ist. Wird nun erfindungsgemäß die Wirkung der normalen selbsttätigen niederfrequenten Bandbreitenregelung noch zusätzlich von der Stellung des Lautstärkereglers abhängig gemacht, die ihrerseits wieder von der Stärke des einfallenden Senders abhängt, so erhält man eine doppelte Regelung durch die Empfangsspannung. Hierdurch wird die bisher nicht erreichte, überraschende Wirkung erzielt, daß bei schwachen Sendern die hohen Tonfrequenzen und damit die Störungen so stark geschwächt sind, daß der Empfang ruhig und klar wirkt, während andererseits bei stärker einfallenden Sendern die Höhenwiedergabe dem rasch wachsenden Störabstand entsprechend schnell zunimmt. Eine Einbuße an Brillanz der Wiedergabe wird dabei praktisch bei keiner Sendestärke gegenüber Empfang ohne »Störbandbegrenzung« hörbar, da hei schwachen Sendern die Höhen der Sendung von Rauschen und Störungen sowieso übertönt werden.The idea of the invention is based on the consideration that in general all stations, weak as well as strong, can be heard at the same volume; d. that is, when switching from a weaker to a stronger station, normally the volume control can be turned down, if not already the volume through Onset of the effect of the limiter stage is kept at the same level. With modern VHF-FM receivers that have a ratio detector will only find this with Instead of transmitters that are so strong that they are limited by an interference band the automatic low-frequency bandwidth control is no longer required. If now, according to the invention, the effect of the normal automatic low-frequency Bandwidth control also depends on the position of the volume control made, which in turn depends on the strength of the incoming transmitter, so you get a double regulation by the received voltage. This will the previously unachieved, surprising effect achieved that with weak transmitters the high tone frequencies and thus the interference are so weakened that the Reception appears calm and clear, while on the other hand with stronger incoming channels the treble reproduction increases rapidly according to the rapidly growing signal-to-noise ratio. There is practically no loss of brilliance in the reproduction with any transmission strength compared to reception without »interference band limitation« audible, as the The highs of the broadcast will be drowned out by noise and interference anyway.

Zum näheren Verständnis der Erfindung soll die Abb.3 dienen. Der Aufbau der Anordnung entspricht dem gleichen Prinzip, wie es in den Ausführungen zu Abb. i und z beschrieben wurde. Hinter der Endröhre Rö2 wird eine NF-Spannung abgenommen und über den .zusätzlichen Gegenkopplungsweg h geleitet, wo sie durch die Röhre Rö, geregelt verstärkt wird. Die Ausgangsspannung U2 dieses Gegenkopplungsweges TV wird nun nicht - wie bisher üblich - an Gitter oder Anode der NF-Vorröhre Röi geführt, sondern nach dem Erfindungsgedanken an das empfängerseitige Ende des Lautstärkereglers L, dem auch die vom Demodulator kommende Niederfrequenz zugeführt wird (Punkt' C, Abb. 3). Beim Zurückdrehen des Lautstärkereglers L wird also nur ein dem Spannungsteilerverhältnis entsprechender Bruchteil der die Höhen beschneidenden Gegenkopplungsspannung U2 am Gitter der NF-Vorverstärkerröhre Röi wirksam. Der Widerstand R dient dazu, einen Kurzschluß der von V gelieferten Gegenkopplungsspannung U2 über die NF-Quelle zu verhindern, und ist normalerweise bereits als Deemph.asis- oder Siebwiderstand vorhanden.For a more detailed understanding of the invention, Fig.3 is intended to serve. The structure the arrangement corresponds to the same principle as in the remarks on Fig. i and z has been described. A low-frequency voltage is picked up behind the end tube Rö2 and passed through the additional negative feedback path h, where it passes through the tube Rö, regulated is amplified. The output voltage U2 of this negative feedback path TV is now no longer - as was previously the case - on the grid or anode of the LF pre-tube tube out, but according to the idea of the invention to the receiver-side end of the volume control L, to which the low frequency coming from the demodulator is also fed (point 'C, Fig. 3). When turning back the volume control L, only one of the voltage divider ratio becomes corresponding fraction of the Heights cutting negative feedback voltage U2 on the grid of the LF preamplifier tube Röi effective. The resistor R serves to a short circuit of the negative feedback voltage U2 supplied by V via the LF source to prevent, and is usually already available as a deemph.asis or sieve resistor available.

Die Wirkungsweise der Schaltungsanordnung nach der Erfindung ist nun folgende: Bei Empfang sehr schwacher Sender ist noch keine oder nur eine sehr schwache Regelspannung UR vorhanden, so daß die Röhre Rö, voll verstärkt. Da ferner der Lautstärkeregler L ziemlich weit aufgedreht sein muß, um einen schwachen Sender mit einigermaßen Lautstärke zu empfangen, ist am Gitter der NF-Röhre Röi eine erhebliche Gegenkopplungsspannung vorhanden, die die hohen Tonfrequenzen beschneidet und damit Rauschen und Störungen stark vermindert. Bei Empfang stärkerer Sender wird die wirksame Gegenkopplungsspannung einmal durch Zuregeln der Röhre Rö" und zum anderen durch das notwendige Zurückdrehen des Lautstärkereglers L herabgesetzt, so daß die Beschneidung der Höhen schnell zurückgeht und der normale Klang mit guter Höhenwiedergabe schnell erreicht wird.The operation of the circuit arrangement according to the invention is now the following: If the reception is very weak, there is no or only a very weak station Control voltage UR available so that the tube Rö fully amplified. There is also the volume control L has to be turned up quite a bit to get a weak transmitter to work with To receive volume, there is a considerable negative feedback voltage on the grid of the LF tube Röi present, which cuts the high sound frequencies and thus noise and interference greatly diminished. When stronger transmitters are received, the effective negative feedback voltage becomes on the one hand by taming the tube and on the other hand by turning it back of the volume control L decreased, so that the clipping of the treble quickly decreases and normal sound with good treble reproduction is quickly achieved.

Der Effekt, daß bei Einstellung großer Lautstärke durch Aufdrehen des Lautstärkereglers L die Gegenkopplung der Höhen über den Weg h zunimmt, tritt also nur auf, solange die Röhre Rö3 noch nicht zugercgelt ist, also bei Empfang sehr schwacher Sender. Solange bei Empfang weniger schwacher Sender die Röhre Rö, noch nicht zugeregelt ist, verringert sich natürlich bei Einstellung kleinerer Lautstärken die noch vorhandene, die Störbandbegrenzung bewirkende Gegenkopplungsspannung am Gitter der Röhre Röi. Da aber bei geringer Lautstärke durch die heute angewandte physiologische oder gehörrichtige Lautstärkeregelung sowieso die Höhen beschnitten werden und der Eindruck der Störung nachläßt, ist auch diese Wirkung nicht unerwünscht. Denn bei lautstärkeunabhängiger Störbandbegrenzung würde die Wiedergabe bei kleinen Lautstärken sonst leicht zu dunkel und dumpf wirken, also der Eindruck eines Verlustes an Brillanz entstehen.The effect that when the volume is set high by turning it up of the volume control L increases the negative feedback of the treble over the path h occurs so only open as long as the tube Rö3 has not yet been closed, i.e. upon receipt very weak transmitter. As long as the tube Rö, is not yet adjusted, of course it is reduced when the volume is set to a lower level the still existing negative feedback voltage on the interference band limitation Lattice of the tube Röi. Since, however, at low volume by the one used today Physiological or aurally correct volume control cut the treble anyway and the impression of the disturbance diminishes, this effect is not undesirable either. Because with volume-independent interference band limitation, the playback would be at small Volume levels are otherwise slightly too dark and dull, giving the impression of a loss of brilliance.

Ein Vorteil besteht gemäß einem weiteren Merkmal der Erfindung darin, daß eine besondere zusätzliche Um- bzw. Abschaltung der »Störbandbegrenzung« beim Übergang auf eine andere Betriebsart des Empfängers (z. B. AM-Bereiche oder Tonabnehmer) im Gegensatz zu den bisher bekannten Anordnungen nicht erforderlich ist. Da normalerweise der Eingang des Niederfrequenzverstärkers. vor dem Lautstärkeregler L auf die jeweilige Niederfrequenzspannungsquelle umgeschaltet wird, kann bei der erfindungsgemäßen Schaltung die zusätzliche Gegenkopplungsspannung U2 dorthin geführt und mit umgeschaltet werden. Abb. 4 und 5 zeigen Beispiele dafür. Die Schalter S1 und S2 dienen zur Bereichsumschaltung des Empfängers und sind sowieso vorhanden. Im Beispiel Abb.4 wirkt die »Störbandbegrenzung« sowohl auf FM als auch auf AM, während sie bei Betrieb vom Tonabnehmer (TA) nicht erwünscht ist. Im Beispiel Abb. 5 wirkt die »Stö@rbandbegrenzung« nur bei UKW-Empfang (FM).According to a further feature of the invention, an advantage is that that a special additional switchover or switch-off of the »interference band limitation« at Transition to another operating mode of the receiver (e.g. AM areas or pickups) in contrast to the previously known arrangements is not required. Since usually the input of the low frequency amplifier. in front of the volume control L to the respective Low-frequency voltage source is switched, can in the invention Circuit the additional negative feedback voltage U2 passed there and switched with will. Fig. 4 and 5 show examples of this. The switches S1 and S2 are used to switch between ranges of the recipient and are present anyway. In the example in Fig. 4, the »interference band limitation« is effective on both FM and AM, while they are not when operated by the cartridge (TA) is desired. In the example in Fig. 5, the »interference band limitation« is only effective for VHF reception (FM).

Es ist natürlich auf diesem Wege auch möglich, ohne zusätzlichen Schalter die »Störbandbegrenzung« auf AM und FM mit verschiedener Wirksamkeit arbeiten zu lassen.It is of course also possible in this way, without an additional switch the "interference band limitation" on AM and FM work with varying degrees of effectiveness permit.

Claims

PATENT CLAIMS: r. Circuit arrangement for automatically .regulated Interference band limitation according to the principle of automatic low-frequency bandwidth control, especially for VHF-FM receivers, characterized in that by parallel switching the additional, regulated by a tube (Rö3). suppressing the highs Feedback path (V) to the input of the volume control has a double dependency is reached by the receiving voltage (Fig. 3). z. Circuit arrangement according to claim r, characterized in that the negative feedback voltage (U2) for limiting the interference band to the connection (c) of the volume control (L) to which the demodulator incoming low-frequency voltage is fed in (Fig. 3). 3. Circuit arrangement according to one of the preceding claims, characterized in that the negative feedback voltage is introduced at the take-off point of the low frequency of the "deemphasis element". 4. Circuit arrangement according to one or more of the preceding claims, characterized characterized in that the negative feedback voltage to the low frequency voltage source and is switched or switched off with this (Fig. 4 and 5).