DE1233441B - Demodulatorschaltung fuer Stereophonie-Systeme nach dem Schaltverfahren - Google Patents

Description

BUNDESREPUBLIK DEUTSCHLAND

DEUTSCHES

PATENTAMT

AUSLEGESCHRIFT

Int. Cl.:

H04b

Deutsche Kl.: 21 a2 -16/03

Nummer: 1 233 441

Aktenzeichen: S 84898 VIII a/21 a2

Anmeldetag: 25. April 1963

Auslegetag: 2. Februar 1967

Die Erfindung betrifft eine Demodulatorschaltung für Stereophonie-Systeme nach dem Schaltverfahren, die mit einer Hauptkanalkomponenten und einer amplitudenmodulierten Nebenkanalkomponenten mit unterdrückter Trägerfrequenz gespeist wird.

Bei der Übertragung von frequenzmodulierten Stereophoniesignalen ist es üblich, eine Hauptkanal-Niederfrequenzkomponente als frequenzmoduliertes Signal und gleichzeitig ein doppeltes Seitenband mit unterdrückter Trägerfrequenz mit einer amplitudenmodulierten Nebenkanal-Niederfrequenzkomponenten zu übertragen. Es sind zahlreiche Vorschläge für die Demodulation der zusammengesetzten, modulierten Stereosignale zur Erzeugung getrennter linker und rechter Signale für stereophonische Wiedergabe gemacht worden. Bei den bisherigen Demodulatoren treten aber insofern für diese eigentümliche Schwierigkeiten auf, als der Demodulatorkreis die Nebenkanalkomponenten weniger wirksam demoduliert als die Hauptkanalkomponente. Dies liegt daran, daß die Nebenkanalkomponente eine Sinusspannung ist, die während des Schaltteils des Demodulationsvorganges eine kleinere Fläche umschließt als die im wesentlichen viereckigen Flächen derselben Spannungsspitzenamplitude, die während des Schaltens und der Demodulation der Häuptkanalkomponenten mit stetigem Wert auftritt. Die bisher üblichen Demodulatorkreise haben den weiteren Nachteil, daß Komponenten der für den Demodulationsvorgang verwendeten Schaltfrequenz sich im Ausgangssignal störend bemerkbar machen.

Die Schaltfrequenzdemodulation dient bekanntlich dazu, die die Nebenkanalsignalkomponente enthaltende Nebenkanalträgerfrequenz zu eliminieren; diese Schaltfrequenz wird im Demodulationskreis des Empfängers als Nebenkanalträgerzusatz erzeugt. Die am Ausgang des Demodulators erscheinende, unerwünschte Schaltfrequenzkomponente kann Verstärker, Lautsprecher und andere an den Ausgang angeschlossene Verbraucher überlasten; sie kann in Tonbandgeräten und anderen am Ausgang liegenden Geräten Uberlagerungsgeräusche hervorrufen. Diese Komponenten müssen also durch nachfolgendes Filtern beseitigt werden.

Aufgabe der Erfindung ist es, eine neue und verbesserte Demodulatorschaltung für Stereophonie-Systeme anzugeben, die im Gegensatz zu den obenerwähnten, bisher üblichen Demodulatorschaltungen die geringere Wirksamkeit bei der Demodulation der Nebenkanalkomponenten kompensiert und außerdem die Möglichkeit des Erscheinens von Schaltfrequenzkomponenten am Ausgang des Demodulators mit Demodulatorschaltung für Stereophonie-Systeme nach dem Schaltverfahren

Anmelder:

H. H. Scott, Inc., Maynard, Mass. (V. St. A.) Vertreter:

Dipl.-Ing. R. Müller-Börner
to und Dipl.-Ing. H. H. Wey, Patentanwälte, Berlin 33, Podbielskiallee 68

Als Erfinder benannt:

Daniel R. von Recklinghausen, Arlington, Mass. (V. St. A.)

Beanspruchte Priorität:

V. St. v. Amerika vom 9. Mai 1962 (193 533)

den erwähnten, sich daraus ergebenden Nachteilen der Überlastung und des Auftretens von Uberlagerungsgeräuschen verhütet.

Die erwähnte Aufgabe wird bei einer Demodulatorschaltung für Stereophonie-Systeme nach dem Schaltverfahren, die mit einer Hauptkanalkomponenten und einer amplitudenmodulierten Nebenkanalkomponenten mit unterdrückter Trägerfrequenz gespeist wird, erfindungsgemäß dadurch gelöst, daß in einem verzweigten erdsymmetrischen Eingang hinter Entkopplungsmitteln ein Paar entgegengesetzt gepolter, aus Gleichrichterbrücken bestehender Demodulatoren so angeordnet ist, daß ein Paar der einander diagonal gegenüberliegenden und in Reihe geschalteten Brückenpunkte jeweils zwischen Erde und den verzweigten Eingängen liegt und das andere jeweils parallel an dem Ausgang eines Nebenkanalzusatz-Oszillators angeschlossen ist, der mit einer der unterdrückten Trägerfrequenz entsprechenden Frequenz arbeitet, und die verzweigten Eingänge an die Steuergitter eines nachfolgenden, durch die Demodulatoren im Gegentakt betriebenen NF-Verstärkerstufenpaares angeschlossen sind.

Die Erfindung wird nachstehend unter Bezugnahme auf die Zeichnungen beschrieben. Es zeigt

Fig. 1 ein Schaltschema, das die Erfindung in ihrer vorzugsweise anzuwendenden Form veranschaulicht und

Fig. 2 ein Teilschaltschema eines modifizierten Ausgangsteils der Schaltung nach Fig. 1.

709 507/264

Fig. 1 zeigt, daß ein zusammengesetztes, moduliertes Stereosignal an die Eingangsleitung angelegt und einem Tiefpaßfilter 3 zugeführt wird, das als Zobel-Filter bzw. Zobel-Halbglied (vgl. Rint: »Handbuch für Hochfrequenz- und Elektrotechniker«, Bd. I, S. 206 und 207) einschließlich eines geerdeten Nebenschlußkondensators 5 ausgeführt dargestellt ist, damit das zusammengesetzte Signal eliminiert oder verändert wird, um Geräuschkomponenten oberhalb der höchsten, interessierenden Frequenz zu beseitigen oder zu eliminieren, einschließlich von Geräuschkomponenten, die beim Abstimmungs-Gleichrichtungsvorgang während des Empfanges des übertragenen Signals entstehen. Beim übertragenen Signal handelt es sich z. B. um ein frequenzmoduliertes Signal mit einer Trägerfrequenz in der Größenordnung von 100 MHz, einer Hauptkanalkomponenten im Hörbereich zwischen 50 Hz und 15 kHz, die der Trägerfrequenz durch Frequenzmodulation aufgedrückt ist, und einer Nebenträgerfrequenz von 38 kHz, die mit einer zweiten Niederfrequenz amplitudenmoduliert ist, wobei diese Niederfrequenz aus der Nebenkanalkomponenten mit unterdrückter Nebenkanalträgerfrequenz besteht. Die Haupt- und Nebenkanalsignalkomponenten können aus Stereophoniesignalen bestehen und werden in einem üblichen — nicht gezeichneten — Abstimmkreis empfangen und gleichgerichtet, der vor den Eingangsleiter für das zusammengesetzte Signal geschaltet ist. Das Filter kann ein 54-kHz-Tiefpaßfilter sein, und der Abzweigkondensator 5 kann dazu dienen, Frequenzen von 67 kHz zu sperren.

Das auf diese Weise modifizierte, zusammengesetzte Signal wird dann an die Parallelwiderstände R₁UiIdR₂ angelegt und dann an die Eingangs-Steuerelektroden 2 und 2' eines Paares Niederfrequenzverstärker, die zum Zwecke der Verdeutlichung als Elektronenröhren 7 und T dargestellt sind, es können aber auch Transistoren und andere Arten von Verstärkungsrelais offensichtlich ebenfalls verwendet werden. Die Verstärkungsrelais 7 und 7' sind auch mit Kathoden 4 und 4' versehen dargestellt und mit Ausgangs-Anoden 6 und 6', die mit Hilfe von Ausgangskreis-Leitungen 8 und 8' an die Stereophoniekanäle A und A' angeschlossen sind. Die Anoden 6 und 6' sind über Arbeitswiderstände 10 und 10' an die positive Klemme der Stromquelle für die Relais 7 und 7' angeschlossen, deren positive Klemme geerdet werden kann. Der Ausdruck »geerdet« soll hier nicht nur eine wirkliche Erdung bezeichnen, sondern auch den Anschluß an das Chassis oder andere Bezugs-Potentiale. An einen Massepunkt G₁ sind die Nachentzerrungs-Kondensatoren C₁ und C₂ und die Ausgangsleiter 8 bzw. 8' der Stereoausgangskanäle A bzw. A' angeschlossen.

Gemäß der Erfindung ist ein Paar Demodulatorkreise — dargestellt in der vorzugsweise anzuwendenden Form von Vierelement-Diodenbrückengleichrichtern B und B' — in die Eingangskreise zwischen die Widerstände R₁ bzw. R₂ und die entsprechenden Eingangs-Steuerelektroden 2 bzw. 2' der Verstärkungsrelais7 bzw. T gelegt. Es können zwar auch andere Anordnungen von Gleichrichtern oder anderen Schaltelementen verwendet werden, es wird aber die in F i g. 1 dargestellte Schaltung wegen des durch sie erzielbaren Abgleichs vorgezogen. Jeder der in den vier Zweigen der Brücken B und B' enthaltenen Gleichrichter ist, bezogen auf den entsprechenden Gleichrichter in der anderen Brücke des Demodulatorkreis-Paares, entgegengesetzt gepolt. Gegentaktbetrieb wird dadurch bewirkt, daß an die gegenüberliegenden Eckpunkte 12 und 14 der Brücket und die entsprechenden Eckpunkte 12' und 14' der Brücke B' Schaltfrequenzschwingungen angelegt werden. Diese Gegentaktschwingungen werden in einem Oszillator 30 erzeugt, der eine der zuvor erwähnten übertragenen 38-kHz-Nebenkanalträgerfrequenz entsprechende Nebenkanalträgerfrequenz wieder einbringt. Abwechselnde Teile der Periode der wieder eingesetzten 38-kHz-Nebenkanalträgerfrequenz ermögliehen oder sperren den Durchgang des zusammengesetzten Signals durch die Brücken B und B' zu dem den unteren bzw. oberen Eckpunkten der Brücken B und B' gemeinsamen Massenpunkt G₂. Der Oszillator 30 für den Nebenkanalträgerfrequenzzusatz liefert solche Gegentaktschwingungen bei 16 bzw. 16', die dann an die linken Eckpunkte 12 und 12' der Brükken B bzw. B' bzw. die rechten Eckpunkte 14 und 14' dieser Brücken angelegt werden, und zwar über die mit 18, 18', 20 und 20' bezeichneten einander ähnliehen Widerstände. Diese Anschlüsse der Demodulatorkreise B und B' führen dazu, daß an die Steuerelektroden 2 und 2' der Verstärkungsrelais 7 bzw. 7' Signale so angelegt werden, daß die Verstärker hinsichtlich der resultierenden demodulierten Hauptkanalkomponente als Parallelverstärker arbeiten und hinsichtlich der resultierenden demodulierten Nebenkanalkomponenten als Gegentaktverstärker. Da weiterhin der den Trägerzusatz erzeugende Oszillator — wie zuvor erklärt — seine Schwingungen im Gegentakt anlegt, würde es nur das Vorhandensein einer restlichen Unabgeglichenheit eines Bestandteiles des Kreises ermöglichen, daß die Schaltfrequenz von 38 kHz oder Mehrfache davon in den Ausgangsleitern 8 und 8' der Niederfrequenzausgangskanäle A und A' erscheinen, so daß das unerwünschte Auftreten der wieder eingesetzten Schaltfrequenz am Ausgang, wie es bei früheren Demodulatorschaltungen üblich war, durch richtiges Abgleichen der Schaltung nach der Erfindung vermieden wird. Das ist der Fall, weil der Schaltfrequenzzusatz im Gegentakt getrennt an die beiden Verstärkereingänge bei 2 und 2' gelegt und damit im abgeglichenen Zustand aufgehoben wird.

Eine Gegenkopplung wird herbeigeführt durch die Kathodenwiderstände 22 und 22', die an den Masseanschluß G₃ gelegt sind. Eine Querverbindung mit

Hilfe des zwischen die Kathoden 4 und 4' gelegten regelbaren Widerstandselementes 24 sorgt aber für eine geringere Gegenkopplung und einen höheren Verstärkungsgrad bei der Gegentaktverstärkung der Nebenkanalkomponente und bewirkt dadurch eine Kompensation des erwähnten geringeren Wirkungsgrades des Demodulatorkreises gegenüber der Nebenkanalkomponenten.

Die Hauptkanalkomponente wird mit stärkerer Gegenkopplung verstärkt, weil beide Verstärker sich in Phase befinden und nur die getrennten Kathodenwiderstände bei der Parallelverstärkung des Hauptkanalsignals als Gegenkopplungs-Elemente wirken.

Um am Ausgang 8 und 8' das linke und das rechte

Stereophoniesignal richtig voneinander trennen zu können, müssen die demodulierten Nebenkanalkomponente und die Hauptkanalkomponente für alle Hörfrequenzen den gleichen Frequenzgang haben und auch beim Durchgang durch das System die

gleiche zeitliche Verzögerung erfahren. Das erreicht man dadurch, daß man möglicherweise störende Komponenten oberhalb 53 kHz — wie oben besprochen — mit Hilfe des Tiefpaßfilters 3 und der durch die erwähnten Elemente 3 und 5 gebildeten phasenlinearen Sperre eliminiert. Die Summe des oberen und des unteren Seitenbandes der Nebenkanalträgerfrequenz bleibt dadurch im wesentlichen konstant, und es entsteht dieselbe Verzögerung, wie wenn die Hauptkanalkomponente durch das Filter geht. __

Ein weiterer Vorzug der Demodulation eines einzigen oder unteren Seitenbandes liegt darin, daß die Interferenz durch Hintergrundmusik, die durch Multiplizieren zusammen mit der frequenzmodulierten Rundfunksendung gesendet werden kann, vermindert wird. Die Hauptnachteile eines derartigen Betriebes liegen in einer geringfügigen Abnahme des Rauschspannungsabstandes und — bei Verwendung einfacher Filter — in der Notwendigkeit eines Ausgleichs durch Nachentzerrung. Diese Entzerrung läßt sich aber leicht erreichen.

In Fig. 2 ist der Querverbindungswiderstand 24 durch ein passives, als Blindwiderstand wirkendes Impedanzelement Z₁ ersetzt, und ein weiteres passives, teilweise als Blindwiderstand wirkendes Impedanzelement ist zwischen die Ausgangselektroden 6 und 6' der Verstärkerrelais 7 bzw. 7' gelegt. Mit Hilfe dieser passiven, als Blindwiderstände wirkenden Elemente Z₁ und Z₂ und einer entsprechenden Einstellung dieser Elemente wird eine derartige Nachentzerrung erreicht.

Claims (8)

Patentansprüche:

1. Demodulatorschaltung für Stereophonie-Systeme nach dem Schaltverfahren, die mit einer Hauptkanalkomponenten und einer amplitudenmodulierten Nebenkanalkomponenten mit unterdrückter Trägerfrequenz gespeist wird, dadurch gekennzeichnet, daß in einem verzweigten erdsymmetrischen Eingang (e, e_v e₂) hinter Entkopplungsmitteln (R₁, R₂) ein Paar entgegengesetzt gepolter, aus Gleichrichterbrücken bestehender Demodulatoren (B, B') so angeordnet ist, daß ein Paar der einander diagonal gegenüberliegenden und in Reihe geschalteten Brückenpunkte jeweils zwischen Erde (G₂) und den verzweigten Eingängen (e_v e₂) liegt und das andere (12, 14; 12', 14') jeweils parallel an dem Ausgang (16, 16') eines Nebenkanalzusatzoszillators (30) angeschlossen ist, der mit einer der unterdrückten Trägerfrequenz entsprechenden Frequenz arbeitet, und die verzweigten Eingänge (e_v e₂) an die Steuergitter (2, 2') eines nachfolgenden, durch die Demodulatoren (B, B') im Gegentakt betriebenen NF-Verstärkerstufenpaares (7, 7') angeschlossen sind.

2. Schaltung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß vor den Eingangsverzweigungspunkt (e) ein Filter (3, 5) zur Unterdrückung der hochfrequenten Rauschkomponenten vorgeschaltet ist.

3. Schaltung nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß das Filter aus einem im Längszweig liegenden Tiefpaß (3) mit einer Grenzfrequenz von 54 kHz und einem quergeschalteten Kondensator (5) besteht, so daß außerdem die Frequenzen von etwa 67 kHz unterdrückt werden.

4. Schaltung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das Verstärkerstufenpaar (7,7') mit einem Gegenkopplungskreis (24) versehen ist, der für eine weniger starke Gegenkopplung der Gegentakt-Nebenkanalkomponenten als derHauptkanalkomponenten sorgt.

5. Schaltung nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß der Gegenkopplungskreis aus den beiden mit Erde (G₃) verbundenen Kathodenwiderständen (22,22') und einer zwischen die Kathoden (4,4') des Verstärkerstufenpaares (7, T) geschalteten, vorzugsweise einstellbaren Impedanz (24) besteht.

6. Schaltung nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, daß die Impedanz von einem ohmschen Widerstand gebildet ist.

7. Schaltung nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, daß die Impedanz von einem Blindwiderstandselement gebildet ist.

8. Schaltung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Ausgangskreise (8, 8') zur Nachentzerrung durch eine als Blindwiderstand wirkende Impedanz (C₁, C₂) miteinander verbunden sind.

In Betracht gezogene Druckschriften:

Zeitschrift »Funkschau«, 1961, H. 18, S. 466;

Zeitschrift »Funk-Technik«, Nr. 16, 1961, S. 554 und 555;

Zeitschrift »ETZ-B«, H. 17, 1961, S. 459 bis 463;

Zeitschrift »NTZ«, 1961, H. 8, S. 379 und 380, 1961, H. 3, S. 129 bis 141;

Zeitschrift »Technische Mitt. BRF«, H. 4, 1961, S. 178 bis 189.

Hierzu 1 Blatt Zeichnungen

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