SE435985B - Amplitudmodulerat flerkanalsystem med oberoende sidband, sendare for anvendning i systemet, mottagaravkodare for anvendning i systemet, sett for behandling av de amplitudmodulerade flerkanalsignalerna for overforing i f - Google Patents

Description

'reousem-fz lägre frekvens.

*För att illustrera de matematiska sambanden för den tidigare kända och i figur l visade sändaren för ett ampli- tudmodulerat stereosystem är det lämpligt att anta att R- signalen har 0-amplitud, i vilket fall stereosummasignalen, L+R, är lika med stereoskillnadssignalen, L-R. Fasskillna- den på 900 mellan stereosummasignalen och stereoskillnads- signalen och utnyttjandet av amplitud- och fasmodulering med vinkelräta modulationsvektorer, såsom illustreras i figur 4, resulterar i en sammansatt modulationsfasvektor 24, vilken rör sig runt bärvågsvektorn 26 i en bestämd ro- tationsriktning, exempelvis medurs. Detta representerar en signal av typen enkelt sidband. I Den ideella situationen representerad i figur 4 förut- sätter närvaro av endast en bärvåg och ett grundläggande övre sidband. Detta signalformat utgör ej det optimala för ett kompatibelt amplitudmodulerat stereosystem, eftersom enveloppdetekteringskarakteristikorna hos en konventionell AM-mottagare kommer att därifrån demodulera en stereosumma- signal, L+R, vilken utgöres av en distorderad sinusvâg, så- som visas vid 28 i figur 5. Den ideella detekterade signa- len, då modulationen består av en enda sinustonvåg på endast den ena av stereokanalerna, L eller R, utgöres av den na- turliga sinusvâgen 30, även denna visad i figur 5.

Den verkliga sammansatta signalen som alstras av den tidigare kända sändaren visad i figur l innefattar andra AM- och PM-övertonskomponenter, som oavsiktligt alstras av kombinationen av begränsaren 21 och amplitudmodulatorn 22 till följd av den multiplikativa naturen hos amplitudmodu- leringsprocessen. Den andra övertonens AM-komponent medför att signalen som detekteras av enveloppdetektorn hos en konventionell AM-mottagare blir relativt distorsionsfri.

Eftersom en sådan monomottagare väsentligen bortser från fasmodulationskomponenter (PM) påverkar de ej kompatibili- teten hos den utsända amplitudmodulerade stereosignalen med oberoende sidband. Den andra övertonens fasmodulerade kom- '1904861-7 b) ponent är emellertid i det närmaste dubbelt så stor som den skulle vara för en signal med faktiskt enkelt sidband.

Det amerikanska patentet 3 908 090 beskriver en sän- dare för ett amplitudmodulerat stereosystem med oberoende sidband, i vilket en korrektion för andra övertonen av stereoskillnadssignalen (L-R) åstadkommes för att reducera den andra övertonens fasmodulerade, PM, komponent till av- sett värde, vilken komponent fbrefinns i den av systemet alstrade amplitudmodulerade stereosignalen med oberoende sidbanü. Den förbättrade kända sändaren som beskrivs i sistnämnda amerikanska patent 3 908 090 och som visas i föreliggande figur 2 innefattar komponenter som är lika de vid systemet enligt figur l och vilka därför har samma referensnummer. Dessutom finns en krets för addering av en korrektion för den andra övertonen till stereosfillnads- signalen (L-R) innan bärvågen fasmoduleras. Kretsen inne- fattar fasvridainát 32 och 34, vilka ger de separata L- och R-stereosignalerna en fas som ligger mellan den hos den fasvridna stereoshllnadssignalen och den fasvridna stereo- summasignalen. Frekvensdubblerare 36 och 38 med konstant förstärkning är anordnade för att dubblera frekvensen hos de separata L- och R-stereosignalerna. De frekvensdubble- rade signalerna kombineras sedan i en subtraherare 40. En förstärkare 42 med variabel förstärkning är mottaglig för amplituden hos den fasvridna stereoskillnadssignalen (L-R), sásom denna detekteras i likriktaren 44, och avger en kor- rektionssignal till en adderare 46. Korrektionssignalen är proportionell mot kvadraten på stereoskillnadssignalampli- tuden och har en frekvens på dubbla audiofrekvensen hos stereosfillnadssignalen. Den maximala amplituden för korrek- tionssignalen är approximativt 13% av den maximala ampli- tuden för stereoshllnadssignalen. Den modifierade stereo- skillnadssignalen som uppträder vid utgången hos adderaren 46 tillföres fasmodulatorn 20 för modulering av bärvågen, varefter den fasmodulerade bärvågen amplitudmoduleras i modulatorn 22 av den fasvridna stereosummasignalen (L+R) innan överföring av densamma. Fastän denna korrektion av 71904861 “7 ï stereoskillnadssignalen för andra övertonen helt korri- gerar för den överdrivna andra övertonens fasmodulerade komponent, som genereras i amplitudmodulatorn 22, representerar den önskade andra övertonens fasmodulerade komponent distorsion i L-R-fasmoduleringen. Eftersom en monomcttagare väsentligen bortser från fasmodulationen hos en mottagen amplitudmodulerad stereosignal med oberoende sidband påverkas ej kompatibiliteten hos signalen. Vidare kan denna L-R-distorsion avlägsnas i en stereomottagare med oberoende sidband för åstadkommande av en väsentligen dis- torsionsfri L-R-signal. dFastän denna tidigare kända sändare ger den önskade korrektionen för den andra övertonen för den översända am- plitudmodulerade stereosignalen med oberoende sidband inses av figur 2 på ritningen, att denna lösning kräver en mycket komplicerad sändare för alstring av korrektionssignalen.

Det amerikanska patentet 4 0l8 994 beskriver ett tidigare känt AM-stereomottagararrangemang med oberoende sidband, i vilket amplitudmodulation utnyttjas för att från den mottagna sterecskfllnadssignalkomponenten (L-R) avlägsna den andra overtonens korrektionskomponent, som alstras av stereosändaren som beskrivs i det amerikanska patentet 3 908 090 och som visas i föreliggande figur 2. Generellt beskriver det amerikanska patentet 4 018 994 att den mot- tagna stereafldllnadssignalkomponenten kan amplitudmoduleras med en eller flera signaler som erhålles från stereosumma- signalkomponenten för att reducera L-R-distorsionen, vilken erhålles från den andra övertonens korrektionskomponent, som alstras av en sådan sändare.

Ett ändamål med föreliggande uppfinning är således att åstadkomma en ny och förbättrad kompatibel amplitud- modulerad sändare av flerkanalstyp, exempelvis stereotyp, med oberoende sidband, i vilken en önskad korrektion för andra övertonen av stereaflüllnadssignalen kan åstadkommas med utnyttjande av ett enkelt och ekonomiskt kretsarrange- mang. _ 79014861-7 Ett annat ändamål med uppfinningen är att åstadkom- ma ett nytt och förbättrat amplitudmodulerat flerkanals- system, exempelvis stereosystem, med oberoende sidband, i vilket sändaren och mottagaren kan vara inrättade att ge en önskad grad av linjäritet och oberoende vid överföringen av L- och R-signaler via systemet för åstadkommande av ett system med låg distorsion, speciellt innefattande låg in- termodulationsdistorsion.

Ytterligare ett annat ändamål med uppfinningen är att åstadkomma en ny och förbättrad amplitudmodulerad fler- kanalsmottagaravkodare, exempelvis för stereo, med obero- ende sidband, i vilken:killnadssignalkomponenten hos den mottagna amplitudmodulerade stereosignalen med oberoende sidband modifieras i en invers modulator av en vald icke- linjär funktion av summasignalkomponenten, för att reducera distorsion som förekommer i stereoskillnadssignalkomponen- ten hos den mottagna signalen med oberoende sidband.

Med det häri och i patentkraven utnyttjade uttrycket "invers eller omvänd modulering" avses den process medelst vilken en första signal (A) moduleras av en andra signal (B) i enlighet med en vald moduleringsfunktion med den generella formen ïí%T_ I enlighet med föreliggande uppfinning åstadkommas en förbättrad sändare för ett amplitudmodulerat flerkanals- system med oberoende sidband, vilken innefattar organ för tillhandahållande av ett par audiofrekvenssignaler, L och R, representativa för vänster och höger flerkanalsinforma- tion. Sändaren innefattar även organ mottagliga för L- och R-signalerna för att från dessa alstra summa- och skillnads- signaler med komponenter av L- och R-signalerna med valda amplituder och faser kombinerade på ett förutbestämt sätt.

Sändaren innefattar vidare organ för alstring av en fas- modulerad bärvâgssignal, modulationen av vilken represen- terar skillnadssignalen omvänt modulerad av summasignalen i enlighet med en första vald moduleringsfunktion. Slut- 79Û1+861 ~? 6 ligen innefattar sändaren organ för amplitudmodulering av den fasmodulerade bärvâgssignalen med summasignalen för bildande av en sammansatt amplitudmodulerad flerkanals- signal med oberoende sidband.

I enlighet med en annan aspekt av föreliggande upp- finning åstadkommes ett förbättrat amplitudmodulerat fler- kanalssystem med oberoende sidband innefattande sändaren som beskrivits i föregående stycke och en mottagaravkodare, vilken senare innefattar organ för tillhandahållande av en mottagen amplitudmodulerad, flerkanalig mellanfrekvenssig- nal med oberoende sidband. Avkodaren innefattar även organ mottagliga för den tillförda mellanfrekvenssignalen för att modifiera skillnadssignalkomponenten hos denna i enlig- het med en vald funktion av summasignalkomponenten och för alstring av åtminstone ett par audiofrekvensutsignaler, var och en representativ för en motsvarande av de ursprungliga _L- och R-signalerna till sändaren, varigenom den inversa moduleringsfunktionen i sändaren och modifieringsfunktionen i mottagaravkodaren kan väljas för åstadkommande av en vald grad av linjäritet och oberoende vid överföringen av L- och R-signalerna medelst nämnda system under åstadkommande av ett system med låg distorsion, speciellt innefattande låg intermodulationsdis tors ion .

I enlighet med ytterligare en annan aspekt av före- liggande uppfinning âstadkommes en förbättrad amplitud- modulerad flerkanalsmottagaravkodare med oberoende sidband, vilken innefattar organ för tillhandhållande av en mot- tagen amplitudmodulerad, flerkanalig mellanfrekvenssignal med oberoende sidband. Avkodaren innefattar även organ för invers modulering av skillnadssignalkomponenten hos den mottagna signalen med summasignalkomponenten i enlighet med en andra vald moduleringsfunktion. Avkodaren inne- fattar slutligen organ mottagliga för summasignalkomponen- ten och den omvänt modulerade skillnadssignalkomponenten, för att därifrån erhålla ett par audiofrekvensutsignaler, av vilka var och en är representativ för en motsvarande av de ursprungliga L- och R-signalerna, som utnyttjas vid sändaren för alstring av den överförda amplitudmodulerade '7904861-'7 flerkanalssignalen med oberoende sidband.

Fastän föreliggande uppfinning häri beskrives all- mänt i samband med stereosystem inser fackmannen, att L- och R-insignalerna till sändaren kan utgöras av andra flerkanalssignaler än stereosignaler, för enkelhets skull betecknade L och R. Exempelvis kan insignalerna utgöras av matris-4-kanals-signaler ÉT och RT, vilka skulle kunna överföras via systemet på samma sätt som L- och R-stereo- signaler. Åtgärder kan därvid vidtagas för 4-kanalsavkod- ning vid mottagaren fór erhållande av de fyra önskade signalerna, LF, LB, RR och RB.

För en bättre förståelse av föreliggande uppfinning och angivande av andra och ytterligare ändamål med denna beskrives uppfinningen nedan under hänvisning till bifo- gade ritningar. Uppfinningens omfattning anges i patent- kraven.

Fig. l är ett blockschema över en tidigare känd am- plitudmodulerad stereosändare med oberoende sidband.

,Fig. 2 är ett blockschema över en förbättrad tidigare känd amplitudmodulerad stereosändare med oberoende sidband.

Fig. 3 är ett blockschema över en amplitudmodulerad flerkanalssändare med oberoende sidband i enlighet med föreliggande uppfinning.

Fig. 4 är ett fasvektordiagram användbart för att illustrera de amplitud- och fasmodulerade signalerna enligt uppfinningen.

Fig. 5 är en signalkurva illustrerande amplituden för signalen enligt figur 4.

Fig. 6 är ett blockschema över en amplitudmodulerad stereomottagare med oberoende sidband i enlighet med före- liggande uppfinning.

Fig. 7 är ett blockschema visande ett alternativt arrangemang för en del av mottagaren enligt figur 6, även denna i enlighet med uppfinningen.

Såsom beskrivits tidigare innefattar den kända sän- 'rso-ifasfli-*z 8 daren med oberoende sidband av den typ som illustreras i figur 2 en korrektionssignal för andra övertonen, vilken adderas till stereodifferenssignalen innan fasmoduleringen av bärvâgssignalen i fasmodulatorn 20. I enlighet med före- liggande uppfinning erhålles, såsom visas i sändaren enligt figur 3 med oberoende sidband, den önskade korrektionen för andra övertonen genom invers modulering av stereoskillnads- signalkonçonenten med summasignalkomponenten istället för genom addering av en korrektionssignal. Den inversa modu- lationen sker i enlighet med en utvald moduleringsfunktion som kommer att beskrivas nedan.

Sändaren enligt figur 3 innefattar kombinerare 10 och 12, vilka alstrar stereoskillnadssignalen, L-R, res- fpektive stereosummasignalen, L+R, som svar på L- och R- stereosignaler, vilka kan härröra från varje stereosignal- källa, såsom exempelvis separata mikrofoner 50 och 52. Ste- reoskillnadssignalen kan om så önskas pâverkas medelst ett lâgpassfilter 54 för att begränsa de övre audiofrekvenser- na hos signalen tillcirka 5 kHz. En sådan filtering är van- lig för stereoskillnadskanalen, såsom visas i det amerikans- ka patentet 3 908 09Ö. Då ett sådant lågpassfilter utnytt- jas i skillnadskanalen inser fackmannen, att det kan vara önskvärt att innefatta en fórdröjningsutjämning i summa- 'kanalen. Fasvridarnät l4 och 16 verkar på stereosumma- respektive stereoskillnadssignalerna för att bringa dessa att erhålla en fasskillnad på väsentligen 900 relativt varandra. _ I enlighet med den i figur 3 visade utföringsformen av föreliggande uppfinning sker en invers modulering av stereoskillnadssignalen med stereosummasignalen i enlighet med en vald moduleringsfunktion. En sådan invers modulering eliminerar kravet på att generera och addera en korrektions- signal för andra övertonen till skillnadssignalen, såsom sker i den tidigare kända sändaranläggningen enligt figur 2. Denna inversa modulering utföres i modulatorn 56. Vid utföringsformen enligt figur 3 utnyttjas efter den inversa 7994861 -7 moduleringen av stereosignalen skillnaäs- och summasigna- lerna för att fas- respektive amplitudmodulera bärvâgen på konventionellt sätt.

Det inses att kombinationen av elementen 56, 18, 20 och 21 inneslutna i den streckade boxen 23 representerar en speciell utföringsform av organ för alstring av en fas- modulerad bärvågssignal, vars modulering representerar stereoskfllnadssignalen omvänt modulerad av stereosumma- _signalen i enlighet med en vald moduleringsfunktion. Fack- mannen inom området inser att även andra utföringsformer kan vara möjliga.

En förenklad analys av de signaler som är inblandade visar, att sändararrangemangen enligt figur 2 och 3 kan åstadkomma väsentligen samma typ av korrektion för andra övertonen, varvid dock arrangemanget enligt figur 3 kräver mindre kretsar och alstrar mindre intermodulationsdistor- sion. Den följande förenklade analysen antar att en signal tillföres sändaren på endast den ena stereokanalen, exempel- vis L-kanalen, och att signalen har en konstant amplitud *och en fashastighet Ova. För att normalisera modulations- index antages att en signal utnyttjas med tillräcklig ampli- tud för att åstadkomma full modulation, då både L och R är närvarande med lika amplituder. Då endast L eller R är när- varande blir följaktligen modulationen endast hälften av den maximala totala modulationen som är möjlig i stereo- systemet. För endast L eller R har således den resulterande signalen modulationsfaktorer på få och fp för amplitud- respektive fasmodulationen, AM råsp. PM? Under utnyttjande av den förenklade tidigare kända sändaren enligt figur l kan utsignalen från fasmodulatorn 20 (S1) ej uttryckande bärvâgens tidsvariation (dvs utnyttjande vektornotation), uttryckas på följande sätt: TSÛÅ8G1 '-7 10 sl=cos gó-jsinø (l) där 25 = fasmodulation = sin (Mat 2 för det fall 525 är låg, dvs förenklad analys cosøßl- och sin ø c: N RNIR således: * . 2 . . sl = (1 - mg sln wat) - 3 E s1n Wat 8 2 Denna signal amplitudmoduleras sedan i modulatorn 22 för erhållande av följande utsignal (S2) s . 2 _ sz ={:1 + E cos w ÉH: (l- mp sinz w t) - j få sinwalïß) - a 8 2 a utnyttjande sin zwat = l - _l_ cos 2 w t: 2 2 a s =[l + ma cosw t][(l - mEZ) mpz cos ZUJ t-j 1:12 sinw t 2 _2 a _16 + i? a 2 a utnyttjande cos (Mat sin Wat = l sin 2 Ouat, NI och bortseende från termer av mx med x) 2 (förenklad analys) z sz=(l-m'g)+lë_ coswat- jfg sinwat* 1 L/-\,_*_/ t2í\É_/ twaflfld/Ä/ bärvåg fundamental AM fundamental PM 2 +mp cos Zwt - 'mam sin2wt (5) IF' a 3 --8-E a *fffï/*fñ/r/ andra övertonen AI-I _ andra övertonen PM Ekvation (5) är en förenklad version av utsignalen från sändaren 25 illustrerande komponenterna i signalen som har väsentliga amplitnder. Alla komponenter som inne- fattar en modulationsterm större än andra potensen har lägre amplituder och har bortsetts frân. Vid betraktande av_kompo- 19u#ss1-7 g-n |._1 nenterna i signalen enligt ekvation (5) inses, att däri ingår en bärvågssignalterm och den fundamentala och andra övertonens sidbandstermer. Enkelt sidbands- funktion för de fundamentala termerna uppnås genom att göra ma = mp = m, så att amplituden för de fundamentala AM- och PM-termerna är lika. Utsignalen får således en komponent vid bärfrekvensen och en komponent vid en funda- mental sidbandsfrekvens. Det bör noteras, att om ma och mp görs lika detta ej utjämnar den andra övertonens AM- och PM-termer, så att dubbla andra övertonssidband kvarstår.

I verkligheten är den andra övertonens PM-term 2 gånger så stor som erfordras för att alstra en andra övertonens enkelt sidband. Denna term erhålles till.öljd av den mul- tiplikativa naturen hos ett system, där en fasmodulerad bärvåg amplitudmoduleras (ett PM x AM system). Tillägget av en subtraherande korrektionssignal till stereoskillnads- signalen vid den tidigare kända sändaren enligt figur 2 ut- jämnar andra övertonens PM- och AM-termer för uppnående av enkelt sidbandsfunktion för den fundamentala och andra över- tonens termer.

I enlighet med föreliggande uppfinning har man insett, att önskad korrektion för andra övertonen kan införas i en amplitudmodulerad stereosändare med oberoende sidband genom alstring av en fasmoudlerad bärvågsignal, vars modu- lation representerar stereoskillnadssignalen omvänt modu- lerad av stereosummasignalen i enlighet med en utvald modu- leringsfunktion. Då detta schema tillämpas vid utförings- formen enligt figur 3 kan quadraturtermen som i huvudsak är känslig för fasmodulationen för den sammansatta utsig- nalen uttryckas på följande sättà , . . 1 -3- wt Q = (-3 ïg sincuat) + 2 cos a (6) 2 m l + mt _â coscuat 2 7904861-7 12 där modulationsfunktionen har valts såsom; l (7) IH 1 + mt :l cos Wat Utnyttjande det allmänna sambandet: l _ _ 2 ïïš - l y + y ... varvid:m m Q = -' -E sixcv t l + -3 cos 00 t l-m ma coscu t (8) j 2 _ a 2 a t _ï a ... m m III Tila a = -j ïP. sinwat ~ j -å sinwat (-2- - mt -2- I) coswat + ...(9) 'Genom att välja fasmodulationskonstanten lika med amplitud- modulationskonstanten och lika med m och exempelvis en mo- l. 2 dulationsfaktor m = , kan fasmodulationstermen uttryckas t på följande sätt: 2 . o=-jï}sin wat-gßfïsin-zwat (10) Det bör observeras, att amplituden för den andra övertonens PM-term är mg, som är lika med amplituden för den andra övertonens AMlêerm i ekvation (5). Följaktligen indikerar den förenklade analysen, att ett utnyttjande av den inversa modulationstekniken ingående i sändaren enligt figur 3 kan modifiera PM-termen hos den sammansatta signa- len genom partiell kompensation för den multiplikativa ef- fekten hos AM, för att utjämna den andra övertonens PH- och AMrtermer och åstadkomma en verklig enkelt sidbandssignal för en enda ingående stereosignal L. Således uppnås en sam: mansatt signal med oberoende sidband för både L- och R-in- signaler. 7904861-7 13 Den modifierade fasmodulerade signalen från be- gränsaren2l, som alstras genom addering av en korrektions- signal till stereoskillnadssignalen enligt blockschemat i figur 2, är väsentligen ekvivalent med den modifierade fasmodulerade signalen som alstras genom invers modula- tion i enlighet med blockschemat enligt figur 3 vid ut- l l+mtx med modulationsfaktorn mt = å. I denna modulationsfunktion nyttjande av en modulationsfunktion i form av representerar (XL summasignalen. Denna ekvivalens kan upp- täckas genom att betrakta det faktum, att fasmodulations- termen har modifierats med en andra övertonskomponent, vars amplitud effektivt är en åttondel av amplituden för den första ordningens sidbandskomponent då ma= mp = m =l.

Denna amplitud motsvarar den maximala amplituden på 13% för korrektionssignalen som utnyttjades i den tidigare kända sändaren enligt figur 2, såsom beskrivs i det ameri- kanska patentet 3 908 090.

I enlighet med mottagaraspekten av uppfinningen illus- trerar figur 6 en utföringsform av en förenklad amplitud- modulerad stereomottagare med oberoende sidband, i vilken invers modulation av stereoskillnadssignalkomponenten med stereosummasignalkomponenten i enlighet med en vald icke- linjär modulationsfunktion utnyttjas för att från skillnads- signalkomponenten väsentligen utesluta den andra övertonens korrektionskomponent alstrad av en amplitudmodulerad ste- reosändare med oberoende sidband av det slag som beskrivs antingen i figur 2 eller 3. Sådan invers modulation eli- minerar väsentligen L-R-distorsionen, som erhålles från introduktionen av en sådan andra övertonskorrektionskompo- nent. _ Bortsett från den inversa modulatorn 63 kan den åter- stående delen av den amplitudmodulerade stereomottagaren med oberoende sidband, visad i figur 6, vara identisk med elementen 10, l4, 18, 20, 30, 34, 68, 60, 64 och 66 enligt figur l i det amerikanska patentet 4 018 994 och beskrivna TQGlof-âfi-i '° E? 14 däri. Exempelvis motsvarar elementen 60, 61, 62, 64, 66 , 65, 67, 68, 69 och 70 i figur 6 i föreliggande ärende ele- menten 10, l4, 18, 20, 30, 34, 68, 60, 64 respektive 66 i figur l i det amerikanska patentet 4 018 994 och behöver följaktligen ej beskrivas i detalj häri.

Det bör emellertid observeras, att utföringsformen enligt figur 6 är mindre komplex än mottagarna som visas i figur 1, 2 och 3 i det amerikanska patentet 4 018 994, då vid mottagaren enligt figur 6 en enda invers modulator 63 med on utvald icke-linjär modulationsfunktion ersätter elementen 40, 52, 54, 44 och 28, såsom exempelvis visas i figur l i nämnda patent. Företrädesvis har den icke linjära modulationsfunktionen den generella formen ïïàšš.

I figur 7 visas en alternativ utföringsform av en del av den amplitudmodulerade stereomottagaren med oberoende sidband som visas i figur 6. Vid denna utföringsform upp- träder invers modulation efter det att stereoskillnadssig- nalkomponenten har detekterats i quadraturdemodulatorn 65.

Nettoresultatet är emellertid detsamma, nämligen att L-R- distorsionen, som erhålles från korrektionskomponenten för andra övertonen, vilken korrektion alstras av sändarna i figur 2 och 3, väsentligen elimineras av den inversa mo- dulationen av den detekterade skillnadssignalkomponenten, som erhålles i den inversa modulatorn 63.

I enlighet med systemaspekten på föreliggande upp- finning kommer, då den amplitudmodulerade stereosignalen med oberoende sidband som alstrats av sändaren enligt fi- gur 3 mottages av en amplitudmodulerad stereomottagare med oberoende sidband av det slag som visas i figur 6, en andra invers modulation att uppträda i den inversa modula- torn 63, vilken såsom beskrivits tidigare korrigerar för distorsionen som oavsiktligt förekommer i L-R-fasmodula- tionen i sändaren, för alstring av en verklig enkelt sid- bandssignal. Denna inversa modulation i mottagaren kan ut- föras på den sammansatta mellanfrekvenssignalen, såsom vi- 79011861 '-7 15 sas i figur 6, eller kan stereoskillnadssignalen modifie- ras direkt, sedan den har demodulerats, såsom visas i figur 7.

I enlighet med övergripande systemaspekter på upp- finningen kan den inversa modulationsfunktionen av skill- nadssignalen i sändaren och den inversa modulationsfunk- tionen av skillnadssignalen i mottagaren väljas så, att det totala systemet får en signalöversättningskarakteristik för stereoskillnadssignalen och således för L- och R-ste- reosignalerna, som har en viss önskad grad av linjäritet och oberoende vid överföringen av L- och R-signaler via systemet, från L- och R-ingångar till sändaren enligt figur 3 till L- och R-utgàngarna hos mottagaren enligt figur 6 eller 7. Speciellt kan de två inversa modulations- funktionerna väljas så, att det totala systemet får låg distorsion, speciellt innefattande låg intermodulations- distorsion. Den tidigare kända sändaren enligt figur 2 å- stadkommer en L-R-korrektionssignal, som i praktiken arbe- tar som svar på L och R separat, så att sändaren alstrar viss intermodulationsdistorsion, speciellt då en stark sig-1 nal förekommer i både L och R vid skilda frekvenser.

Den totala systemkarakteristiken som är ansvarig för distorsion i stereoskillnadssignalen är den multiplikativa naturen av PM x AM processen i sändaren. Detta skulle utan korrektion resultera i att L-R-signalen multiplicerades med (1 + x), där x är summasignalen. För ideal funktion skulle således produkten av de två inversa modulationsfunktionerna, vid sändaren respektive vid mottagaren åstadkomma en modu- lationsfunktion av formen för att avlägsna den mul- _l__. l + x tiplikativa effekten i L-R-kanalen. Om exempelvis den in- vcrsa modulationen i sändaren enligt figur 3 och mottagaren enligt figur 6 båda väljs för att få en modulationsfunktion av typen ïïà-x, med mt = å, kommer det totala systemets t L-R-signalöversättningskarakteristik att bli approximativt 7904861-7 16 linjär och således väsentligen fri från distorsion, inne- fattande intermodulationsdistorsion. Exakt linjäritet och följaktligen distorsionsfri funktion kan uppnås genom ut- nyttjande av invers modulation vid sändaren med en modula- tionsfunktion av typen l+mt X l + x vid mottagaren med en modulationsfunktion av typen l , och med mr = mt. Med en sådan sändarmodulations- och en invers modulation l+mrx _ funktion skulle, då x närmar sig (-1) så att (l+x) närmar sig 0, förstärkningen närma sig CXD. Vissa praktiska grän- ser måste således sättas på den maximala förstärkningen (exempelvis mindre än 10 ggr) vid en sådan icke-linjär funktion. Det ovan beskrivna paret av modulationsfunktioner kan omkastas mellan sändare och mottagare.

Detta skulle emellertid skapa ett problem med över- driven förstärkning i L-R-kanalen hos mottagaren med över- drivet brus vid sjunkande An, då (1+x) närmar sig 0. _ God linjäritet, låg distorsion och låg intermodula- tionsdistorsion erhålles i det totala systemet, om produk- ten av sändar- och mottagarmodulationsfunktionerna som ut- nyttjas för invers modulation närmar sig idealet ïëš . Många möjliga kombinationer existerar, vilka närmar sig detta ideal.och dessa ligger inom ramen för uppfinningen.

Olika ändringar och modifikationer kan utföras inom ramen för patentkraven. I Uppfinningen har beskrivits i samband med överföring av stereosignaler, men tillämpningen av uppfinningen är emellertid ej begränsad till överföring av stereosignaler, i vilka bärvågen är både fasmodulerad och amplitudmodulerad, utan kan även utnyttjas för att modulera andra signalpar med olika informationsinnehåll på detta sätt pâ en bärvâg. Exem- ~pelvis kan ingångskanalerna anslutas till audiokällor över- föraande informationgñ olika språk. överhörningsproblem och separationsproblem kan uppträda, vilka i fallet med stereo- signaler ej är störande för en lyssnare och ej kan uppmärk- 79011861 '7 17 sammas. Uppfinningen kan även tillämpas för överföring av exempelvis signaler med helt annat informationsinne- håll och utnyttjanåe av "vänster" och "höger" i beskriv- ningen och patentkraven skall endast betraktas såsom ett exempel och ej såsom en begränsning.

Claims (27)

19o@as1~? 18 Patentkrav

1. Amplitudmodulerat flerkanalssystem med oberoende sidband, innefattande kombinationen av en sändare (fig. 3) och en mottagare, varvid sändaren innefattar organ (L, R) för tillhandahållande av ett par audiofrekvenssignaler som exempelvis och företrädesvis representerar vänster, L, respektive höger, R, flerkanalsinformation, organ (10, 54, 12, 14, 16) mottagliga för nämnda L- och R-signaler för att med utgångspunkt från dessa bilda summa- och skillnadssig- naler med komponenter från nämnda L- och R-signaler med valda amplituder och faser kombinerade på ett förutbestämt sätt, organ (18) för alstring av en bärvågssignal, organ (20) för fasmodulering av bärvågssignalen, och organ (22) för amplitudmodulering av den fasmodulerade bärvågssig- nalen, samt kännetecknas av organ (56) för härledning av en fasmodulerande signal, som är representativ för nämnda skillnadssignal och omvänt modulerad av nämnda summasignal i enlighet med en första vald moduleringsfunktion, varvid den erhållna signalen tillföres fasmoduleringsorganen (20) för att fasmodulera nämnda bärvâg med denna, och av att summasignalen tillföres nämnda amplitudmodulerande organ (22) för att amplitudmodulera den fasmodulerade bärvågs- signalen för att därigenom bilda en sammansatt amplitud- modulerad flerkanalssignal med oberoende sidband,och var- vid mottagaren innefattar en mottagaravkodare med organ (61) för tillhandahållande av en mottagen amplitudmodu- lerad, flerkanalig mellanfrekvenssignal (IF) med oberoende sidband, samt kännetecknas av organ (63) mottagliga för nämnda mellanfrekvenssignal för att modifiera skillnads- signalkomponenten i nämnda mellanfrekvenssignal i enlighet med en vald funktion av summasignalkomponenten och organ (62, 64-70) för härledning av åtminstone ett par audiofrek- vensutsignaler, var och en representativ för en motsvarande av de ursprungliga L- och R-insignalerna, varvid modulerings- funktionen i sändaren och nämnda mofifieringsfunktion i mot- 7904861-7 19 tagaren kan väljas för uppnående av en vald grad av linjäritet och oberoende vid överföringen av nämna L- och R-signaler via systemet och åstadkommande_av ett system med låg distorsion, speciellt innefattande låg _intermodulationsdistorsion.

2. System enligt krav l, k ä n n e t e c k n a d av att moduleringsfunktionen i sändaren har den allmänna formen l+mtx

3. System enligt krav 2, k ä n n e t e c k n a t av ll att mt- 2.

4. System enligt krav l, k ä n n e t e c k n a t av att nämnda organ för att modifiera skillnadssignalkompo- nenten i nämnda mottagaravkodare innefattar organ för in- vers modulering av nämnda skillnadssignalkomponent med nämnda summasignalkomponent i enlighet med en andra vald moduleringsfunktion.

5. System enligt krav 4, k ä n n e t e c k n a t av att nämnda första moduleringsfunktion i nämnda sändare och nämnda andra moduleringsfunktion i nämnda mottagare båda l har den generella formen ïïñzš .

6. System enligt krav 5, k ä n n e t e c k n a t av a _ l att mt - 2 . _

7. System enligt krav l, k ä n n e t e c k n a t av att nämnda mottagaravkodare innefattar organ (62) för de- modulering av nämnda summasignalkomponent från nämnda mot- tagna mellanfrekvenssignal för alstring av summasignalen, att nämnda organ (63) för att modfiera nämnda skillnads- signalkomponenter i enlighet med en vald funktion av nämnda summasignal för alstring av en modifierad skillnads- signalkomponent är anslutna till och styrs av den demodule- rade summasignalen, och av organ (65, 67, 68; 69, 70) mot- tagliga för nämnda summasignal och modifierade skillnads- signalkomponent för att från dessa härleda ett par audiofrek- vensutsignaler, var och en representativ för en motsvar- 7904861°? 20 ande av nämnda ursprungliga L- och R-insignaler.

8. System enligt krav 7, k ä n n e t e c k n a t av att nämnda modifieringsorgan innefattar ett omvänt modulerande organ (63) för: att åstadkomma en invers modulering av skillnadssignalkomponenten med summasignal- komponenten i enlighet med en vald icke-linjär modulerings- funktion.

9. System enligt krav 8, k ä n n e t e c k n a t av att nämnda moduleringsfunktion har den allmänna formen 1 l+m x t

l0. “System enligt krav 9, k ä n n e t e c k n a t av atfl mt = -2-. i

ll. System enligt krav l, k ä n n e t e c k n a t av att nämnda organ för alstring av summa- och skillnadssig- nalerna och bildande av ett andra signalpar i sändaren innefattar organ (10, 12, 54) för att separat, linjärt, *additivt och subraktivt kombinera nämnda L- och R-signaler för erhållande av summa- respektive skillnadssignaler, samt fasvridarorgan (I4, 16) för vridning av den relativa fasen för nämnda summa- och skillnadssignaler för alstring av en fasskillnad på approximativt 900 mellan nämnda sig- naler över en väsentlig del av frekvensbandet, som är ge- mensamt för nämnda signaler.

l2. Sändare för användning i ett_amplitudmodulerat fler- kanalssystem med oberoende sidband enligt krav l, k ä n - n e t e c k n a d av att den innefattar organ (L, R) för tillhandahållande av ett par audiofrekvenssignaler, som exempelvis och företrädesvis representerar vänster, L, respektive höger, R, flerkanalsinformation, organ (10, 54, 12, 14, 16) mottagliga för nämnda L- och R-signaler för att med utgångspunkt från dessa bilda summa- och skillnads-' signaler med komponenter från nämnda L- och R-signaler med valda amplituder och faser kombinerade på ett förutbestämt sätt, organ (18) för alstring av en bärvågssignal, organ (20) för fasmodulering av bärvågssignalen, och organ (22) 7901M61 -7 2l för amplitudmodulering av den fasmodulerade bärvågssig- nalen, k ä n n e t e c k n a d av organ (56) för härled- ning av en fasmodulerande signal, som är representativ för 'nämnda skillnadssignal och omvänt modulerad av nämnda sum- masignal i enlighet med en första vald moduleringsfunktion, varvid den erhållna signalen tillföres fasmoduleringsorganen (20) för att fasmodulera nämnda bärvâg, och organ för påläg- gande av summasignalen på nämnda amplitudmodulerande organ (22) för att amplitudmodulera den fasmodulerade bärvågssig- nalen och därigenom åstadkomma en samansatt amplitudmodu~ lerad flerkanalssignal med oberoende sidband, varvid mo- duleringsfunktionen kan väljas för uppnående av en vald grad av linjäritet och oberoende vid överföringen av nämnda L- och R-signaler via nämnda system och åstadkommande av ett system med låg distorsion, speciellt innefattande låg inter- modulationsdistorsion.

13. Sändare enligt krav 12, k ä n n e t e c k n a d av att nämnda moduleringsfunktion har den allmänna formen m = ï:i- eller l+ ?tx mtx I + x

14. Sändare enligt krav 13, k ä n n e t e c k n a d av att mt = å .

15. Sändare enligt något av krav 12-14, k ä n n e t e c k - n a d av att nämnda organ för alstring av summa- och skill- nadssignalerna och bildande av ett andra signalpar innefat- tar organ (10, l2, 54) för separat, linjär, additiv och subtraktiv kombination av nämnda L-och R-signaler för er- hallande av summa- respektive skillnadssignaler, och av fas- vridarorgan (14, 16) för vridning av den relativa fasen hos nämnda summa- och skillnadssignaler för alstring av en fas- skillnad på approximativt 90° mellan nämnda signaler över en väsentlig del av frekvensbandet, som är gemensamt för nämnda signaler.

l6. Mottagaravkodææför användning i ett amplitudmodulerat flerkanalssystem med oberoende sidband enligt krav l, inne- fattande organ (61) för tillhandahållande av en mottagen frsowew: 22 amplitudmodulerad, flerkanalig mellanfrekvenssignal med oberoende sidband, k ä n n e t e c k n a d av organ (63) mottagliga för nämnda mellanfrekvenssignal för att modi- fiera skillnadssignalkomponenten i nämnda mellanfrekvens- signal i enlighet med en utvald funktion av sumasignal- komponenten och organ (63-64-70) för härledning av åtmin- stone ett par audiofrekvensutsignaler, var och en represen- tativ för en motsvarande av de ursprungliga L- och R-insig- nalerna, och att modifieringsfunktionen kan väljas för uppnående av en vald grad av linjäritet och oberoende vid överföringen av nämna L- och R-signaler via nämnda system och åstadkommande av ett system med låg distorsion, spe- ciellt innefattande låg intermodulationsdistorsion.

17. Mottagaravkodare enligt krav 16, k ä n n e t e c k - n a d av att nämnda modifierande organ (63) innefattar organ mottagliga för nämnda mellanfrekvenssignal för in- vers modulering av skillnadssignalkomponenten med summa- signalkomponenten i enlighet med en vald icke-linjär mo- duleringsfunktion.

18. Mottagaravkodare enligt krav 17, k ä n n e t e c k - n a d av att nämnda valda moduleringsfunktion har den all- .. _ l l+mtx manna formen m - Iïñzš- eller l+x .

19. Mottagaravkodare enligt krav 18, k ä n n e t e c k - n a d av att mt = å .

20. Mottagaravkodare enligt något av krav 17-19 inne- fattande organ (62) för demodulering av summasignalkompo- nenten från nämnda mellanfrekvenssignal för härledning av en summasignal och fasdemodulerande organ (64, 65, 66) för demodulering av skillnadssignalkomponenten från nämnda mellanfrekvenssignal, k ä n n e t e c k n a d av att nämnda organ (63) för invers modulering modulerar den de- modulerade skillnadssignalkomponenten i mellanfrekvenssig- nalen med nämnda summasignal i enlighet med den valdaicke- linjära funktionen för härledning av en modifierad skill- 7904861 -7 23 ~nadssignal, och att nämnda summasignal och modifierade skillnadssignal kombineras med valda amplituder och faser för härledning av ett par audiofrekevensutsignaler, var och en representativ för en motsvarande av de ursprungliga L- och R-insignalerna.

21. Sätt för behandling av amplitudmodulerade flerkanals- ' signaler med oberoende sidband för överföring i form av ett par L- och R-audiofrekvenssignaler, som exempelvis och företrädesvis representerar, vänster, L, respektive höger, R, flerkanalsinformation, varvid en bärvågssignal alstras och summa- och skillnadssignaler härleds från nämnda L- och R-signaler med komponenter från nämnda L- och R-signaler med valda amplituder och faser, k ä n n e t e c k n a t av invers modulering av skillnadssignalen med nämnda summa- signal i enlighet med en första vald moduleringsfunktion för erhållande av en modifierad skillnadssignal, fasmodu- lering av bärvågen med nämnda modifierade skillnadssignal och amplitudmodulering av den fasmodulerade bärvågssigna- len med nämnda summasignal för bildande av en sammansatt amplitudmodulerad flerkanalssignal med oberoende sidband, varvid den inversa moduleringsfunktionen väljs för uppnåen- de av en vald grad av linjäritet och oberoende vid över- föring av signalen via ett transmissionssystem och åstadkom- mande av ett system med låg distorsion, speciellt innefat- tande lâg intermodulationsdistorsion.

22. Sätt enligt krav 2l, k ä n n e t e c k n a d av att den inversa moduleringsfunktionen har den allmänna formen l . M a . r . 1 ïïñëš- , varvid mt foretradesvis ar cirka É.

23. Sätt enligt krav 2l eller 22, k ä n n e t e c k n a t av att alstringen av summa- och skillnadssignalerna sker genom att addivitivt och subraktivt kombinera nämnda L- och R-signaler för bildande av summa- respektive skillnads- signaler och att de relativa faserna för summa- och skill- nadssignalerna fasvrides för erhållande av en fasskillnad på approximativt 90° mellan nämnda signaler över en väsent- 1so4ae1«1> 24 -lig del av det frekvensband som är gemensamt för nämnda signaler.

24. Sätt för behandling av amplitudmodulerade signaler *med oberoende sidband för erhållande av ett par audiofrek- vensutsignaler, var och en representerande en motsvarande av överförda L- och R-signaler, som är modulerade på en bärvåg, vid vilket den modulerade bärvågen mottages och en amplitudmodnlerad flerkanalig mellanfrekvenssignal med o- beroende sidband åstadkommes, k ä n n_e t e c k n a t av demodulering av en skillndassignalkomponent från nämnda sammansatta mellanfrekvenssignal, demodulering av en summa- 'signalkomponent från nämnda sammansatta mellanfrekvenssig- nal, modifiering av den demodulerade skillnadssignalkompo- nenten i enlighet med en vald invers funktion av summasig- nalkomponenten, och härledning från nämnda summasignal och gmodifierade skillnadssignal åtminstone ett par audiofrek- vensutsignaler, var och en representativ för en motsvarande av de överföra L- och R-signalerna, varvid den modifierande funktionen kan väljas för uppnående av en vald grad av linjäritet och oberoende avseende de överförda och mottag- ' na L- och R-signalerna och medgivande mottagning vid låg distorision, speciellt innefattande låg intermodulations- distorsion.

25. Sätt enligt krav 24, k ä n n e t e c k n a t av att modifieringen av skillnadssignalkomponenten innefattar invers modulering av skillndassignalkomponenten med summa- signalkomponenten i enlighet med en vald icke-linjär modu- leringsfunktion bildande den valda modifieringsfunktionen.

26. Sätt enligt krav 25, k ä n n e t e c k n a t av att moduleringsfunktionen har den allmänna formen ïïàzš , varvid mt företrädesvis är omkring 3 .

27. Sätt enligt något av krav 24-26, k ä n n e t e c k - n a t av att mellanfrekvenssignalen amplitudmoduleras för erhållande av en summasignal, mellanfrekvenssignalen fasde- moduleras för härledning av en skillnadssignal, och nämnda skillnadssignal modifieras medelst nämnda modifieringsfunk- tion av summasignalen för härledning av en modifierad 7904861-7 25 skillnadssignal, att nämnda summasignal och modifie- rade skillnadssignal kombineras med valda amplituder och faser för erhållande av ett par audiofrekvensutsig- naler, var och en representativ för en motsvarande av de ursprungliga L- och R-signalerna.