DE1766486A1

DE1766486A1 - Rauschsperre zur Unterdrueckung des Hochrauschens

Info

Publication number: DE1766486A1
Application number: DE19681766486
Authority: DE
Inventors: Tomsa Stanley John; Glasser James Ross
Original assignee: Motorola Inc
Current assignee: Motorola Solutions Inc
Priority date: 1967-06-06
Filing date: 1968-05-30
Publication date: 1971-08-05
Also published as: GB1174734A; DK143677C; FR1566991A; IL30085A; DK143677B; NL160448C; DE1766486C2; IL30085A0; BE716156A; NL6807282A

Description

Franklin Park, Illinois

Hein Zeichen: M4P-134-

Hauschsperre zur Unterdrückung des Hochrauschens

Die Erfindung betrifft eine Rauschsperre zur Unterdrückung des Hochrauschens, bei der eine von einem G-eräuschdetektor gelieferte Rauschspannung zur Betätigung eines Schalters benutzt wird.

Es ist bereits bekannt, Rauschsperren in Empfängern von nach richtenübertragenden Einrichtungen vorzusehen, die auf eine gleichgerichtete Rauschspannung ansprechen und das Rauschen vom NF Teil beim Fehlen eines Nutzsignals fernhalten. Im Interesse einer guten .Jchwellwertempfindlichkeit und zur Vermeidung eines mehrfachen Sin- und Ausschaltens der Rausch-

Fs/Ja

sperre

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sperre ist es erforderlich, daß die gleichgerichtete Rauschspannung ausreichend gefiltert wird, um die Welligkeit auf ein annehmbares Maß zu reduzieren. Bei der Verwendung von Filtern mit relativ langer Zeitkonstante wird die Ansprechzeit der Rauschsperre größer, so daß bei Beendigung der Übertragung ein Hochrauschen auftritt, d.h. daß mit dem Aufhören der Übertragung des Nutzsignals ein Teil des Rauschens noch zum NF Teil gelangt, bevor die Sperrung auf Grund des fehlenden Nutzsignals erfolgt. Bei Filtern mit relativ kurzer Zeitkonstante ist dies zu vermeiden, jedoch besitzen sie keine gute Schwellwertempfindlichkeit.

Der Erfindung liegt deshalb die Aufgabe zugrunde, eine Rauschsperre zu schaffen, mit der einerseits das Hochrauschen vermieden werden kann, die jedoch andererseits eine hochqualitative Wiedergabe von schnellen Tonhöhenschwankungen nicht beeinträchtigt und somit in der Lage ist, zwischen Schwund sowie schnellen Tonhöhenschwankungen und dem Ende der Nutzsignalübertragung zu unterscheiden.

Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß dadurch gelöst, daß der Ausgang eines ersten und zweiten Filters, bei denen die vorgegebene Zeitkonstante des ersten Filters kleiner als die Zeitkonstante des zweiten Filters ist, an das sowohl die gleichgerichtete Rauschspannung angelegt und auch davon ferngehal.ten werden kann, über eine Koppelstufe mit dem Schalter

- 2 - verbunden

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verbunden ist, der auf die größere von den Filtern abgegebene und über einem bestimmten Amplitudenwert liegende Rauschspannung anspricht, daß ein mit dem ersten und zweiten Filter gekoppelter Signalpegeldetektor entweder die gleichgerichtete
Rauschspannung oder die vom ersten Filter abgegebene Rauschspannung empfängt und ein Steuersignal erzeugt, wenn die
empfangene Rauschspannung größer als ein bestimmter Amplitudenwert ist, und daß das zweite Filter auf die Steuerspannung ansprechbar ist und beim Vorhandensein derselben die vom zweiten Filter abgegebene Rauschspannung vom Schalter fernhält.

Bei einer nach den Merkmalen der Erfindung aufgebauten Rauschsperre spricht das zweite Filter mit der langen Zeitkonstante auf die Nutzsignale an, die nur geringfügig über dem Schwellwert der Rauschspannung liegen, und bietet somit eine maximale Schwellwertempfindlichkeit bei einem weich einsetzenden
Betrieb. Bei verhältnismäßig großen Nutzsignalen ist in der
Rauschsperre nur das erste Filter mit verhältnismäßig kurzer Zeitkonstante wirksam. Eine Umschaltung auf das zweite Filter mit langer Zeitkonstante findet statt, wenn das Nutzsignal relativ langsam auf einen kleinen Pegel absinkt, wodurch die
Rauschsperre bei Schwunderscheinungen und schnellen Tonhöhenschwankungen in Betrieb gehalten wird. Wenn sich das Signal
jedoch rasch ändert, was am Ende einer übertragung des Nutzsignals der Fall ist, wird nur das erste Filter mit kurzer
Zeitkonstante wirksam und bewirkt eine rasche Abschaltung

- 3 - der

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der Rauschsperre, wodurch ein Hochrauschen in vorteilhafter Weise verhindert wird.

Weitere Merkmale der Erfindung sind Gegenstand der Unteransprüche .

Eine beispielsweise Ausführungsform der Erfindung ist in der Zeichnung dargestellt; es zeigen:

Fig.1 ein Blockschaltbild einer Rauschsperre;

Fig.2 ein teilweise schematisiertes Schaltbild der Rauschsperre gemäß Fig.1.

Gemäß Fig.1 werden die Ausgangssignale eines Diskriminators an einen Geräuschdetektor 10 angelegt, der die empfangenen Signale gleichrichtet und ein sog. gleichgerichtetes Rauschsignal erzeugt. Dieses Rauschsignal nimmt entsprechend der Eingangssignalstärke zu und wird zur Verringerung der Welligkeit an ein Filter 11 mit kurzer Zeitkonstante angelegt. Die am Filterausgang erscheinende Rauschspannung wird über einen Spannungsteiler 13 sowie einen Verstärker 14 an einen NF Schalter 16 übertragen.

Da die Zeitkonstante des Filters 11 relativ kurz ist, fällt die Rauschspannung relativ rasch ab, so daß die Rauschßperre rasch abgeschaltet und ein Hochrauschen verhindert bzw. verringert wird. Bei der Verwendung eines Filters mit kurzer

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Zeitkonstante wird jedoch auch, die Schwellwertempfindlichkeit verringert, so daß beim Einschalten der Rauschsperre eine Art Prellerscheinung auftreten kann, insbesondere, wenn die Signale nur geringfügig über dem Schwellwert der Rauschsperre liegen.

Um auch bei einem niederen Signalpegel eine gute Rauschunterdrückung zu erreichen, ist ein weiteres Filter 19 mit langer Zeitkonstante sowie ein Verstärker 1? vorgesehen. Die Rauschspannimg am Ausgang des Filters 19 wird über ein Gatter 20 dem Verstärker 14· zugeführt. Ein Spannungsteiler 13 wirkt in der Weise, daß die Rauschspannung vom Filter 11 soweit verringert wird, daß sie im Normalfall kleiner als die Rauschspannung vom Filter 19 ist. Das Gatter 20 dient ferner dem Zweck, eine übertragung der Rauschspannung vom Filter 11 auf das Filter 19 zu unterdrücken, wenn nur das Filter mit kurzer Zeitkonetante in Betrieb i3t.

Das as Ausgang des Verstärkers 14 auftretende Signal wird an einen NF Schalter 16 angelegt, an dem auch ein von einem anderen nicht dargestellten Teil des Empfängers abgegriffenes NF Signal wirksaa ist. Der NF Schalter 16 ist mit dem nachfolgenden nicht dargestellten NF Teil verbunden, in dem die vom NT Sehalter stauenden Signale zur hörbaren Wiedergabe verarbeitet werden. Wenn das Ausgangssignal des Verstärkers 14, der'eine Phasendrehung von 180° und damit eine Vorzeichenua-

- 5 - kehr

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kehr des am Eingang wirksamen Signals bewirkt, unter einer vorgegebenen Amplitude bleibt, wird der NP Schalter 16 betätigt und überträgt das NP Signal an den nachfolgenden NP Teil. Wenn am Empfänger kein Nutzsignal anliegt, reicht das Ausgangssignal des Verstärkers 14 nicht aus, um den NP Schalter 16 zu betätigen, so daß auch an den NP Teil kein NP Signal übertragen werden kann. Wenn somit am Empfänger kein Nutzsignal anliegt, wird an den NP Teil auch kein Signal übertragen, so daß auch keine Räuschsignale akustisch wiedergegeben werden können.

Wenn die Rauschspannung am Ausgang des Filters 19 kleiner wird, trennt das Gatter 20 das Pilter 19 von dem Best der Schaltung ab, so daß nur die Bauschspannung vom Pilter 11 für die Steuerung des Verstärkers 14 wirksam ist. Das Gatter 20 hält die Rauschspannung des PiIter8 11 vom Pilter 19 fern, so daß sie in diesem nicht gespeichert werden kann·

Ein rascher Abfall des Empfänger-Eingangssignals, der z.B. am Ende des 3endesignals auftritt, verursacht eine rasche Abschaltung der Rauschsperre, da diese von dem Pilter 11 mit kurzer Zeitkonstante gesteuert wird und das Pilter 19 nicht in der Lage ist, in der kurzen der Zeitkonstante des Pilters 11 entsprechenden Zeit ein Ausgangeslgnal aufzubauen. Bei einer verhältnismäßig langsamen Reduzierung der Signalstärke am Empfängereingang, was z.B. eine Folge von

- 6 - Schwund

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Schwund oder Tonhöhenschwankungen sein kann, hört das Steuersignal vom Signalpegeldetektor 22 auf, so daß die mit dem Filter 19 verbundene Ladeschaltung für eine rasche Aufladung genügend Zeit besitzt, um am Filter 19 ein Ausgangssignal zu erzeugen. Für diesen Fall, daß das Filter 19 wirksam ist, wird die an den Verstärker 14 an gelegte Spannung vom Filter 19 beeinflußt, so daß die Rauschsperre während der οchwunderscheinung weder abschaltet noch in Art einer Prellung ein- und ausschaltet.

In Fig.2 ist die Rauschsperre gemäß Fig.1 in einem Stromlauf-Schaltbild dargestellt. Die gleichgerichtete Rauschspannung vom Geräuschdetektor 10 nimmt mit der stärke des empfangenen Signals zu und wird an eine aus einem Widerstand 25 und einem Kondensator 26 bestehende Siebschaltung mit kurzer Zeitkonstante angelegt. Der Widerstand 25 besteht aus der Ausgangsimpedanz des Geräuschdetektors 10. Das an der Ausgangsseite der Siebschaltung 25, 26 auftretende Signal wird über einen Spannungsteiler 28, 29 an die Basis 33 eines Transistors 32 übertragen.

Wenn keine Rauschspannung am Ausgang des Filters 25, 26 auftritt, befindet sich der Transistor 32 im leitenden Zustand. Mit dem Zunehmen der an die Basis 33 des Transistors 32 angelegten Rauschspannung wird die Stromführung des Transistors 32 verringert, wodurch das an den NF Schalter 16 vom

- 7 - Kollektor

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Kollektor 34- aus angelegte Potential abnimmt. Die Vorspannung für den Emitter 35 des Transistors 32 liefert ein Spannungsteiler aus den Widerständen 38 und 39» der an einer positiven Versorgungsspannung liegt.

Die gleichgerichtete Bauschspannung wird auch der Basis 56 eines Transistors 55 über eine aus dem Widerstand 68 und dem Kondensator 66 bestehende Siebschaltung zugeführt, die in der Rauschspannung eventuell vorhandene Hochfrequenzsignale entfernt. Die Siebschaltung 66, 68 besitzt eine ausreichend kurze Zeitkonstante, so daß sie keinen Einfluß auf die Wirkungsweise des Filters mit langer Zeitkonstante hat. Der Transistor 55 und ein Widerstand 63 liegen zwischen einer positiven Versorgungsspannung und Masse. Der Transistor ist als Emitterfolger geschaltet, so daß die am Emitter 58 auftretende Spannung im wesentlichen gleich der an die Basis 56 angelegten Spannung verringert um den Spannungsabfall an der Basis-Emitterstrecke ist. Die Spannung am Emitter 58 wird an dem Filter mit langer Zeitkonstante aus den Widerständen 62 und 63 und dem Kondensator 65 wirksam. Die Ausgangsseite dieses Filters ist mit der Basis 33 des Traneistors 32 über eine Diode 64 verbunden.

Die Aufladung des Kondensators 65 erfolgt über den Widerstand 62 und den Transistor 55. Wenn der Traneistor 55 nicht leitend ist, entlädt eich der Kondensator 65 über die Widerstünde 62 und 63. Die Impedanz der Widerstände 62 und 63 ist ausreichend

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groß, lim die für das Filter gewünschte lange Zeltkonstante zu liefern. Somit haben kurzzeitige Schwankungen, z.B. in Form von Schwund oder schnellen Tonhöhenschwankungen, keinen Einfluß auf die an die Basis 33 des Transistors 32 angelegte Spannung, insbesondere, da sich die Spannung am Kondensator 65 während dieser Schwankungen nicht wesentlich ändert. Die Rauschsρannung am Ausgang des Spannungsteilers 28, 29 ist niederer als die Rauschspannung, die vom Filter 62, 63, 65 mit langer Zeitkonstante aus angelegt wird, so daß das Filter mit der langen Zeitkonstaate, wenn seine Wirkung nicht ausgeschaltet wird, die Rauschsperre steuert.

Wenn das Empfänger-Eingangssignal ausreichend stark ist, so daß das Filter mit langer Zeitkonstante nicht benötigt wird, dann findet nur das Filter mit der kurzen Zeitkonstante Verwendung, um das Hochrauschen, welches am Ende der übertragung des Nutzsignals auftreten würde, zu verringern oder zu eliminieren. Wenn dagegen das Filter mit der langen Zeitkonstante in die Rauschsperre eingeschaltet wäre, würde sich das Potential des Kondensators 65 über die Widerstände 62 und 63 relativ langsam entladen. Damit würde das Potential am Kondensator 65 die Rauschsperre für eine Zeitdauer offenhalten, die ausreichend lang ist, um das Rauschen in den NF Wiedergabeeinrichtungen hörbar werden zu lassen. Um dies zu verhindern, wird eine Schaltung zur Erzeugung einer Vorspannung vorgesehen, die aus einem Transistor 71 j einem

- 9 - Widerstand

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Widerstand 69 sowie einer Signalpegel-Detektorschaltung besteht, die den Transistor 4-3 und den Widerstand 51 umfaßt. Die Basis 44 des Transistors 43 ist im Ruhezustand positiver als der Emitter 46, so daß der Transistor 43 nicht leitet. Wenn sich der Transistor 43 im nicht leitenden Zustand befindet, liegt die Basis 73 des Transistors 71 über den Widerstand 51 auf Massepotential, so daß auch der Transistor 71 nicht leitet. Sobald die Rauschspannung an der Basis 33 des Transistors 32 über einen vorgegebenen Pegel ansteigt, wird der Transistor 43 in Durchlaßrichtung'vorgespannt und verursacht einen Stromfluß durch den Widerstand 51· Dieser Strom bewirkt einen Spannungsabfall am Widerstand 51» so daß die Basis gegenüber dem Emitter 74 positiv vorgespannt wird und der Transistor 71 leitend wird. Sobald der Transistor 71 Strom führt, unterbricht der Strom durch die Widerstände 68, 69 sowie den Kollektor 72 und den Emitter 74 dee Transistors 71 die übertragung der Bauschspannung an die Basis 56 des Tran sistors 55. Damit entlädt sich der Kondensator 65 über die Widerstände 62 und 63, so daß das Filter 62, 63, 65 mit der langen Zeitkonstante nicht mehr zur Steuerung der Ansprecheeit der Rauschsperre wirksam ist.

Wenn die Übertragung des Nutzsignals plötzlich aufhört, reagiert das Filter 25, 26 mit der kurzen Zeitkonetante schnell genug, UH auch den Jf? Schalter 16 abzuschalten, bevor ein Hochrauschen an seinem Ausgang zur Niderfrequenzstufe auftritt·

- 10 - . Wenn

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Wenn das Nutzsignal dagegen eine relativ langsame Schwunderscheinung zeigt, wird der Transistor 55 leitend und lädt den Kondensator 65 rasch auf, so daß das Filter mit der
langen Zeitkonstante wirksam wird und für die Ansprechzeit der Hauschsperre verantwortlich ist.

Patentansprüche

- 11 -

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Claims

Patentansprüche

Rauschsperre zur Unterdrückung des Hochrauschens, bei der eine von einem Geräuschdetektor gelieferte gleichgerichtete Rauschspannimg zur Betätigung eines Schalters benutzt wird, dadurch gekennzeichnet, daß.der Ausgang eines ersten (11;25,26) und zweiten (19j62,63,65) Filters, bei denen die vorgegebene Zeitkonstante des ersten Filters kleiner als die Zeitkonstante des zweiten Filters ist, an das sowohl die gleichgerichtete Rauschspannung angelegt als auch davon ferngehalten werden kann, über eine Koppelstufe mit dem Schalter 16 verbunden ist, der auf die größere von den Filtern abgegebene und über einem bestimmten Amplitudenwert liegende Rauschspannung anspricht, daß ein mit dem ersten und zweiten Filter gekoppelter Signalpegeldetektor (22;43,71) entweder die gleichgerichtete Rauschspannung oder die vom ersten Filter abgegebene Rauschspannung empfängt und ein Steuersignal erzeugt, wenn die empfangene Rauschspannung größer als ein bestimmter Amplitudenwert ist, und daß das zweite Filter auf die Steuerspannung ansprechbar ist und beim Vorhandensein derselben die vom zweiten Filter abgegebene Rauschspannung vom Schalter (16) fernhält.

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2. Rausclisperre nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das zweite Filter (19;62,63,65) eine ladungsspeichernde Einrichtung (65) umfaßt, die über einen ersten der Aufladung dienenden Strompfad zum Empfang der gleichgerichteten Rauschspannung mit dem Geräuschdetektor gekoppelt ist und ferner einen zweiten der Aufladung dienenden Strompfad umfaßt, der zumindest teilweise von dem ersten 3trompfad verschieden ist und eine höhere Impedanz als diese aufweist, wobei die Zeitkonstante der ladungsspeichernden Einrichtung und % des zweiten der Aufladung dienenden otrompfades größer als die bestimmte Zeitkonstante des ersten Filters ist.
3. Rauschsperre nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß der erste der Ladung dienende Strompfad einen Verstärker (17»55) umfaßt, dessen niederimpedante Ausgangsschaltung mit der ladungaspeichernden Einrichtung verbunden ist und eine rasche Aufladung derselben zuläßt.
4. Rauschsperre nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß die das erste und zweite Filter mit dem Schalter (16) verbindende Koppelstufe ein Gatter (20;64) enthält, welches zwischen dem zweiten Filter und dem Schalter angeordnet ist und die vom ersten Filter abgegebene Rauschspannung vom zweiten Filter abhält.

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5. Rauschsperre nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß die das erste und zweite Filter mit dem ochalter verbindende Koppelstufe ferner einen Spannungsteiler (13;28,29) enthält, der mit dem ersten Filter verbunden ist und die Amplitude der von diesem Filter abgegebenen Rauschspannung verkleinert.
6. Rauschsperre nach einem oder mehreren der Ansprüche 1 bis 5» dadurch gekennzeichnet, daß der erste der Aufladung der ladungsspeichernden Einrichtung dienende Strompfad des zweiten Filters und die ladungsspeichernde Einrichtung eine Zeitkonstante aufweisen, die größer als die bestimmte Zeitkonstante des ersten Filters ist, und daß der zweite der Aufladung der ladungsspeichernden Einrichtung dienende Strompfad des zweiten Filters und die landungespeicherade Einrichtung eine Zeitkonstante aufweisen, die kleiner als die Zeitkonstante des ersten Strompfades zusammen mit der ladungespeichernden Einrichtung ist.
7. Rauschsperre nach einem oder mehreren der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, daß zwischen das zweite Filter und den als NF Schalter ausgebildeten Schalter sowie das erste Filter ein Gatter geschaltet ist, da3 auf die Amplitude der von dem ersten und zv/eiten Filter abgegebenen Rauschspannung anspricht und einerseits die vom zweiten Filter abgegebene Rauschspannung an den NF Schalter anlegt, wenn

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.die vom.ersten Filter abgegebene Rauschspannung kleiner als

die vom zweiten Filter abgegebene Rauschspannung ist, oder ande-(/■ \ rerseits die vom ersten Filter abgegebene Hauschspannung vom _ :;. -zweiten Filter abhält, wenn die Rauschspannung vom ersten Filter größer als die Rauschspannung vom zweiten Filter ist.
8. Rauschsperre nach den Ansprüchen 1 bis 7> dadurch gekennzeichnet, daf: der im zweiten der Aufladung der ladungs- ~ speichernden. Einrichtung dienende Strompfad liegende Verstär -

tinker eine Emitterfolgerstufe ist, deren Eingangsseite über ein Vorspannungsnetzwerk mit dem Signalpegeldetektor verbunden ist und dessen Ausgangsseite am Eingang des zweiten Filters liegt.
9_S;>Rausch&perre nach den Ansprüchen 1 bis S, dadurch g e k e η n-•-dsItSjt^ ^c k ^{n β} *» ^^aß ^^as Gatter aus einer Diode besteht, die

t, wenn die Rauschspannung vom zweiten Filter größer als L?§^uschspannung vom ersten Filter ist.
10. Rauschsperre nach den Ansprüchen 1 bis 9» dadurch g e k e η n-

;,z_: e.i c h η e t_t da" die iadungsspeichernde Einrichtung aus „einem Kondensator besteht.

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