DE2118350B2 - In einer Empfangskette für Nachrichtensignale angeordnete Rauschunterdrückungseinrichtung - Google Patents

Description

Die Erfindung bezieht sich auf eine in einer Empfangskette für Nachrichtensignale angeordnete Rauschunterdrückungseinrichtiing der im Oberbegriff des Patentanspruchs 1 näher bezeichneten Art. Eine derartige Einrichtung ist bekannt.

Bekanntlich tritt bei der Übertragung von elektrischen Nachrichtensignalen ein Rauschen auf, wodurch das übertragene Nachrichtensignal nicht nur das gewünschte Nutzsignal, sondern gleichermaßen ein Rauschsignal umfaßt, dessen Amplitudenschwankungen Zufallscharakter besitzen.

Zur Unterdrückung oder Verringerung des Rauschens vor der Signalauswertung sind Einrichtungen bekannt, welche davon ausgehen, daß das Nutzsignal unter normalen Bedingungen eine größere Amplitude als das Rauschsignal aufweist. Dementsprechend unterdrücken diese Einrichtungen sämtliche Signale, deren Amplituden unterhalb eines vorbestimmten, der maximalen Rauschsignalaniplitude entsprechenden Schwellwertes liegen. Der erwähnte Schwellwert kann dabei zur Anpassung an sich verändernde Übertragungsbedingungen in Abhängigkeit dieser Bedingungen verändert werden, wodurch eine gute Empfindlichkeit der Rauschunterdrückungseinrichtung erzielt wird.

Bei einer bekannten Rausehunterdrückungseinrichtung der vorstehend erwähnten Art wird das empfangene Nachrichtensignal sowohl einem ersten Kanal mit einem Schwellwertverstärker als auch einem /weiten Kanal mit einer Integrierschaltung zugeführt, deren Ausgangssignal den Schwellwertpegel des Verstärkers steuert (DF-OS 14 6i 95J). In vielen Fällen ist jedoch die Regelung einer derartigen Einrichtung unbefriedigend. Beispielsweise wird in den Fällen, in denen die Amplitude des Nutzsignals im Verhältnis zu der maximalen Amplitude des Rauschsignals verhältnismä-Big groß ist, der Schwellwertpegel unverhältnismäßig erhöht, wodurch der Empfang von nachfolgenden Nutzsignalen, deren Amplitude geringer als die Amplitude des ersten Nutzsignals, jedoch größer als die maximale Amplitude des Rauschsignals ist, verhindert

ίο wird. Ferner erhöhen im Falle einer Störung der Übertragungsleitung die Störsignale den Schwellwertpegel auf einen Wert, welcher oberhalb der Nutzsignalamplitude liegen kann.

Die Aufgabe der Erfindung besteht darin, bei einer Rauschunterdrückungseinrichtung der eingangs erwähnten Art die Empfindlichkeit zu verbessern.

Die Aufgabe wird erfindungsgemäß durch die im Kennzeichen des Patentanspruchs angegebenen Merkmale gelöst.

Vorteilhafte Weiterbildungen und Ausgestallungen der Rauschunterdrückungseinrichtung nach Patentanspruch 1 sind in den Unteransprüchen gekennzeichnet.

Der erfindungsgemäßen Rauschunterdrückungseinrichtung liegt die Erkenntnis zugrunde, den Schwellwertpegel nicht als Funktion der mittleren Leistung des empfangenen Nachrichtensignals (Nutzsignal plus Rauschsignal), sondern ausschließlich als Funktion der mittleren Leistung des Rauschsignals zu regeln. Auf diese Weise kann der Schwellwertpegel des Schwell-

JO wertverstärkers wesentlich genauer den Schwankungen des Rauschsignals folgen, wodurch eine bessere Empfindlichkeit der Rauschunterdrückungseinrichtung gewährleistet ist. Die erfindungsgemäße Einrichtung gestattet daher auch den Empfang von Nutzsignalen,

J5 deren Amplitude nur geringfügig größer als die maximale Amplitude des Rauschsignals ist. Darüber hinaus wird der Einfluß von Störungen der Übertragungsleitung klein gehalten.

Die Erfindung wird an Hand der Zeichnungen näher

■to erläutert. Es zeigt

F i g. 1 ein Blockschaltbild einer erfindungsgemäßen Rauschunterdrückungseinrichiungund

F i g. 2 bis 6 Spannungs-Zeitdiagramme verschiedener Sparmungssignale an bestimmten Stellen des

Ί5 Blockschallbildes nach I'ig. 1.

Die in Fig. I dargestellte Rauschunterdrüekungscinrichtung ist Bestandteil einer nicht näher gezeigten Empfangskette für Nachrichiensignale. Der Eingang 10 dieser Einrichtung führt zu einem .Signalverteiler II, welcher im einfachsten Fall aus zwei Widerständen 8 und 9 gebildet ist. Der Eingang 10 ist mit dem in F i g. 2 dargestellten empfangenen Nachrichtensignal beaufschlagt, das aus einem Nutzsignal (bzw. einer Folge von sich wiederholenden oder nicht wiederholenden Impulsen) sowie einem Rauschsignal besieht. In dem Diagramm nach F i g. 2 stellt der Impuls 5 das Nutzsignal dar, während das Rauschsignal durch den Kurvenzug ß dargestellt ist. Dabei kann das Nutzsignal selbst von einem Eigenrauschsignal büberlagert sein.

bo Der erste Ausgang 12 des .Signalverteilers 11 führt einer Regelanordnung 13, die Teil eines ersten Kanals bzw. Schaluingszweiges 7 ist, das am Eingang 10 empfangene Naehrichtensignal zu. Am Ausgang 14 der Regelanordnung 13 tritt dann ein Signal auf, wie es dem

f"¹ Kurvenzug nach F i g. 3 einspricht. Der Unterschied zwischen den Signalen an den Ausgängen 12 und 14 besteht darin, daß das Signal am Ausgang 14 um einen konstanten Spunnungs'« crt verschoben ist, welcher von

einem Einstellpotential abhängig ist, das dem zweiten Eingang 15 der Regelanordnung 13 zugeführt wird.

Der Ausgang 14 der Regelanordnung 13 ist mit einem einen Schwellwert aufweisenden Verstärker 16 verbunden; dessen Ausgang 17 sich in zwei Leitungszweige aufteilt: Und zwar in einen ersten Zweig 16, welcher den Ausgang der Rauschunterdrückungsoinrichtung bildet und in einen zweiten Zweig 19, welcher mit dem Eingang eines Impulsformers in Gestalt eines Impulsgenerators 20 verbunden ist. Der Iinpulsgeneratoi 20 erzeugt bei Beaufschlagung mit dem verstärkten Nutzsignal Seinen in Fig.4 dargestellten rechteckförmigen Spannungsimpuls c. Die von einem nicht dargestellten Schaltkreis abgehende Signalleitung 6 in Fig.1 erlaubt eine Empfindlichkeitsregelung des π Impulsgenerators 20 in der Weise, daß die Bildung eines Rechleckimpulses ausgelöst wird, wenn das verstärkte Nutzsignal 5 am Ausgang 17 bzw. am Eingang 19 einen vorbestimmten Schwellwert überschreitet. Ein weiterer, nicht dargestellter Schaltkreis regelt über die Signalleitung 5 (Fig.1) die Impulsbreite des von dem Rechteckgenerator 20 erzeugten Spannungsimpulses c. Der Spannungsimpuls c steuert über eine Leitung 21 die Freigabe und Sperrung einer elektronischen Torschaltung 22(UND-Glied), weichein einem zweiten, von dem 2"> zweiten Ausgang 23 des Signalverteilers 11 abgehenden Kanal bzw. Schaltungszweig 4 angeordnet ist. Dieser zweite Schaltungszweig 4 setzt sich von dem Ausgang 24 der Torschaltung 22 über einen Verstärker 25 fort, dessen Ausgang 26 mit einer Integrierschaltung 27 verbunden ist. Der Ausgang 28 der Integrierschaltung 27 steuert wiederum den Schwellwertpegel des Schwellwertverstärkers 16.

Auf Grund der vorstehend beschriebenen Steuerung durch den Rechteckgenerator 20 bleibt die Torschal- !■> tung 22 so lange freigegeben, wie die in F i g. 4 dargestellte rechteckförmige Ausgangsspannung des Rechteckgenerators die Amplitude h besitzt. Wenn dagegen am Ausgang des Rechteckgenerators 20 der Rechteckimpuls cauftritt (d. h., wenn am Eingang 19 des -in Rechteckgenerators 20 das verstärkte Nutzsignal S ansteht), sperrt die Torschaltung 22. Während die Torschaltung 22 bei Freigabe das in F i g. 5 dargestellte Rauschsignal B] überträgt, steht bei Sperrung der Torschaltung 22 am Ausgang 24 nur noch der 4-> Gleichspannungswert 1 (F i g. 5) an. Die Torschaltung 22 überträgt somit zum Zeitpunkt des Empfangs des Nutzsignals 5 kein Wechselspannungssignal, wobei das Nutzsignal 5 das Steuersignal für den die Rcchtcckimpulse c erzeugenden Rechteckgenerator 20 darstellt. >o Nach Abklingen eines Rechteckimpulses c nimmt die Spannung am Ausgang des Rechleckgenerators 20 bzw. auf der Leitung 21 wieder den Wert h' (F ig. 4) an, so daß die Torschaltung 22 wieder freigegeben wird und erneut das Rauschsignal 02(F ig. 5) überträgt. v>

Der Verlauf des in F i g. 5 dargestellten Spannungssignals am Ausgang der Torschaltung 22 entspricht, abgesehen von der Verstärkung der Amplitude, dem Verlauf des Spannungssignals am Ausgang 26 des Verstärkers 25. Der Verstärker 25 empfängt daher an <>» seinem Eingang ein Spannungssignal, das kein Nutzsignal mehr enthält, sondern lediglich das Rauschsignal darstellt. Somit dient der Verstärker 25 als Rauschsijjnalvcrstärker, der ausschließlich das Rauschen tier Übertragungsleitung verstärkt. i>>

Das Spannungssignal am Ausgang 26 des Rauschsignalverstärkers 25 wird dem Eingang der Integrierschaltung 27 zugeführt, so daß das Spunnungssignal am Ausgang 28 der Integrierschaltung 27 exakt dem Mittelwert der Rauscliieistung entspricht. Da, wie vorstehend bereits erwähnt ist, das Spannungssignal am Ausgang 28 der Integrierschaltung 27 den Schwellwertpegel des Verstärkers 16 steuert, erfolgt auf diese Weise die erfindungsgemäße Regelung des Schwellwertpegels des Verstärkers 16 als Funktion der mittleren Rauschleistung.

Das am Ausgang des Verstärkers 16 auftretende Spannungssignal ist in Fig.6 dargestellt. Wie daraus hervorgeht, ist das Rauschen praktisch eliminiert, abgesehen von dem Eigenrauschen 6'des Nutzsignals, welches jedoch vernachlässigbar ist, da der Störfaktor für den Schwellwertpegel des Verstärkers 16 allein das Leitungsrauschen der Übertragungsleitung ist. Der geregelte Schwellwertpegel des Verstärkers 16 folgt durch die erfindungsgemäße Regelung beliebig genau der Rauschspitzenspannung (da diese von der mittleren Rauschleistung abhängig ist), und zwar ohne Beeinflussung durch die Amplitude des Nutzsignals. Dadurch können mit der erfindungsgemäßen Einrichtung nicht nur Nutzsignale mit großer Amplitude empfangen werden, sondern es ist ebenso möglich, Nutzsignale zu empfangen, deren Amplitude in der Nähe des Rauschsignals liegt. Weiterhin ist durch die Verwendung der Integrierschaltung 27 sichergestellt, daß impulsartige Störsignale, selbst mit großer Amplitude, den Schwellwertpegel des Verstärkers 16 nicht unzulässig vergrößern.

Erfindungsgemäß ist in dem zweiten Kanal bzw. Si'hallungszwcig 4 ein mit gestrichelten Linien angedeusetes Verzögerungsglied 31 mit geringer Verzögerungszeit vorgesehen, welches das von dem Verteiler 11 ankommende Rauschsignal B\ solange verzögert, bis das Nutzsignal S an dem Rechteckgenerator 20 angelangt ist und die Sperrung der Torschaltung 22 (durch den über die Leitung 21 übertragenen Rechteckimpuls c) erfolgt ist.

Durch die Regelung der Ansprechschwelle des Rechteckgeneralors 20 über die .Signalleitung 6 kann die Erzeugung eines Rechteckimpulses c im Falle eines Nutzsignals S in der Größenordnung des Rauschsignals verhindert werden, so daß die Torschaltung 22 trot/ Auftretens eines Nutzsignals 5 am Ausgang 18 nicht sperrt. Ferner kann man durch die Regelung der Impulsbreite des Rechteckimpulses c mit Hilfe tier Signalleitung 5 im Bedarfsfall die Torschaltung 22 für eine längere Zeitdauer als die Dauer des eigentlichen Nutzsignals Ssperren, wodurch Überschwingungen, die manchmal nach Signalen mit großer Amplitude auftreten, unterdrückt werden können.

Die Einstellung der den zweiten Kanal 4 sowie den Rechteckgenerator 20 und die Leitungen 19, 21 umfassenden Einrichtung kann ferner dadurch erfolgen, daß das dem Eingang 15 tier Regelanordnung Π zugeführte Einstellpotential geändert wird, wodurch es möglich ist, den Minimalpegel des Signals am Ausgang 14 der Regelanordnung 13 einzustellen. Weiterhin kann die Leitung 21 mit einem Ausgang J2 versehen werden, an welchem man den Rechteckinipuls tcntnimmt.dcr in seinen charakteristischen Eigenschaften dem Nut/signal entspricht (künstliches Videosignal).

In bestimmten Anwcndungsfällcn liefert der Schwellwcrtverstürkcr 16 unmittelbar ein rechteckförmiges Ausgangrisignal, ohne daß es eines Rechteckgeneratiirs 20 bedarf, um die Torschaltung 22 /11 sperren.

Die erfindungsgemäße Einrichtung kanu außer in einer Empfangskette für Nuchrichtensignale auch bei

einer Regeleinrichtung zur automatischen Einstellung des Verstärkungsfaktors eingesetzt werden, wodurch infolge der alleinigen Verstärkung des Rauschens der Einfluß des zu verstärkenden Nutzsignals mit seiner häufig veränderlichen Größe (Schwund) ausgeschaltet ist.

Die vorstehend beschriebene Rauschunterdrückungseinrichtung kann beispielsweise an den Ausgang eines Videoempfängers mit einem Frequenzband von 12 MHz angeschlossen werden, wobei die Verstärker 16 und 25 sowie der Rechteckgenerator 20 (z. B. monostabiler Multivibrator) in integrierter Schaltkreistechnik ausgebildet sein können. Die Regelung des Schwellwertpegels kann derart erfolgen, daß in einem Temperaturbereich von —35°C bis +70⁰C das zur Erzielung eines rauschfreien Nutzsignals am Ausgang notwendige Verhältnis von Nutzsignalamplitude zu Rauschsignalamplitude nicht größer als 2 dB ist, und zwar unabhängig von der Amplitude des Rauschsignals.

Hierzu 2 Blatt Zeichnungen

Claims (4)

1. Patentansprüche:

   t. In einer Empfangskette für Nachrichtensignale angeordnete Rauschunterdrückungseinrichtung mit zwei Kanälen, von denen der erste Kanal einen Signalpegelregler sowie einen Schwellwertverstärker zur Regenerierung des empfangenen Nachrichtensignals und der zweite Kanal außer einer Torschaltung für den Rauschanteil des Nachrichtensignals einen Rauschsignalverstärker und eine, den Schwellwertverstärker steuernde Integrierschaltung aufweist, dadurch gekennzeichnet, daß an einem Ausgang der Rauschunterdrückungseinrichtung ein Signalformer (20) angeschlossen ist, dessen Ausgang mit einem Steuereingang der Torschaltung (22) verbunden ist, und daß einem mit den Nachrichtensignalen beaufschlagten Signaleingang der Torschaltung (22) ein im zweiten Kanal (4) angeordnetes Verzögerungsglied (31) vorgeschaltet ist.
2. 2. Rauschunterdrückungseinrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Signalformer (20) zur Erzeugung von Rechteckimpulsen aus den Signalen am Ausgang der Rauschunterdrükkungseinrichtung vorgesehen ist und mit einem Impulsbreitenregler (Signalleitung 5) versehen ist.
3. 3. Rauschunterdrückungseinrichtung nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß der Signalformer (20) ferner mit einem Empfindlichkeitsregler (Signalleitung 6) versehen ist.
4. 4. Rauschunterdrückungseinrichtung nach Anspruch 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß als Torschaltung(22) ein UND-Glied vorgesehen ist.