DE2511098C2

DE2511098C2 - Schaltungsanordnung zur Decodierung eines frequenzmodulierten Stereo-Rundfunksignals

Info

Publication number: DE2511098C2
Application number: DE2511098A
Authority: DE
Inventors: Dietmar Dipl.-Ing. 8011 Zorneding Mallon
Original assignee: Siemens AG
Current assignee: Siemens AG
Priority date: 1975-03-13
Filing date: 1975-03-13
Publication date: 1983-01-05
Also published as: CA1070769A; JPS51113502A; FR2304229A1; FR2304229B1; GB1536961A; IT1056856B; DE2511098A1; JPS5531654B2; US4063042A

Description

Die vorliegende Erfindung betrifft eine Schaltungsanordnung nach dem Oberbegriff des Patentanspruchs I.

Das vom FM-Demodulator in einem Rundfunkempfänger gelieferte sog. »Multiplex-Signal« (MPX-Signal) enthält drei Teile. Der erste Teil ist ein Summensignal (L+R) aus einer Unksinformation L und einer Rechtsinformation R im Tonfrequenzbereich von 30 Hz bis I5krk. Der zweite Teil ist ein Differenzsignal (L- R)aus der Linksinformation L und der Rechtsinformation R, das einem unterdrückten 38-kHz-Hilfsträger aufmoduliert ist. Das Frequenzband für das Differenzsignal (L-R) reicht mit dem unteren und oberen f>5 Seitenband von 23 kHz bis 53 kHz. In einem dritten Teil wird ein Pilotion von 19 kHz übertragen, der in dem Stereodecoder das Regenerieren des 38 kHz-Hilfstra gers erlaubt. Der Synchrondemodulator setzt mit Hilfe dieses 38 kHz-Hilfsträgers das Differenzsignal (L-R) aus der 38 -kHz-Lage in die Tonfrequenzlage um. Beide Signale in der Tonfrequenzlage, das Summensignal (L +R) und das Differenzsignal (L-R), werden in der Matrix zur Gewinnung der der Linksinformation L und der Rechisinformation R entsprechenden beiden Wiedergabesignale Ul und Ur nach folgenden Gleichungen zusammengesetzt:

(L+R)+(L-R)=2L (L+R)-(L-R)=2R

Die Erfüllung dieser Gleichungen für die Linksinformation L und die Rechtsinformation R, d.h„ daß die beiden Wiedergabesignale Ul und Ur ausschließlich die Linksinformation L bzw. die Rechtsinformation R beinhalten und zwischen ihnen kein Obersprechen besteht, hat zur Voraussetzung, daß das Summensignal (L+R)und das Differenzsignal (L-R)In Amplitude und Phase übereinstimmen. Da aber das Summensignal (L + R) in der Tonfrequenzlage und das Differenzsignal (L - R) in der Hiifstragerfreqaenzlage übertragen wird, wirkt sich ein nichtlinearer Frequenzgang in einem Obersprechen der beiden Wiedergabesignale Ul und Ur aus. Geht man davon aus. daß der FM-Demodulator einen linearen Frequenzgang hat. daß er aber über eine Anschlußleitung an den Stereodecoder angeschlossen ist. dann sind am Eingang des Stereodecoders die Amplituden der höheren Frequenzen gegenüber denen der niederen Frequenzen dadurch abgesenkt, daß die Anschlußleitung einen KC-Tiefpaß bildet. Das bedeutet, daß das Differenzsignal (L-R) gegenüber dem Summensignal (L+ R) in der Amplitude etwas kleiner ist und beide Signale in der Phase nicht mehr übereinstimmen. Dadurch sind die beiden obengenannten Gleichungen nicht mehr erfüllt, und es tritt ein unerwünschtes Übersprechen der beiden Wiedergabesignale U_L und Ur auf. Nichtlinearitäten des FM-Demodulators selbst erhöhen im ungünstigen Fall einen solchen Effekt noch.

Abhilfe ist dadurch möglich, daß η die Schaltungsanordnung zur Decodierung eines FM-Stereo-Rundfunksignals vor dem eigentlichen Stereodecoder ein Korrekturverstärker eingefügt wird, wie er grundsätzlich aus der DE-OS 22 43 608 bekannt ist Diese Druckschrift beschreibt einen Klangfarbenreglungskreis mit einem über ein ÄC-Giied rückkoppelbaren Operationsverstärker, wobei die Schaltungsauslegung speziell so getroffen ist. daß ein Gegenkopplungswiderstand vom Ausgang des Operationsverstärkers auf den invertierenden Eingang geführt ist. zwischen invertierendem Eingang und nichtinvertierendem Eingang ein Potentiometer liegt und an den Schleifer des Potentiometers der Kondensator 10 des rückkoppelnden RC-GWedes gegen Erde angeschaltet ist. |e nach Stellung des Schleifers ist damit ein konstanter, ein mit steigender Frequenz fallender oder ein mit steigender Frequenz ansteigender Frequenzgang realisierbar.

Abgesehen davon, daß eine Klangfarbenregelung mit der vorstehend erläuterten Problematik des Überspre chens bei Stereo-Wiedergabesignalen nicht vergleichbar und daher ein Potentiometer der genannten Art fur das Übersprechproblem nicht verwendbar ist, gibt die genannte Druckschrift auch keine Möglichkeiten an, wie ein Operationsverstärker zweckmäßig für eine Ausbildung als integrierter Schaltkreis auszuschalten ist.

Aus der Zeitschrift »Internationale elektronische Rundschau«. 1969, Nr. 10, Seiten 273 bis 275 ist ein Stereo-Verstärker bekanntgeworden, der ebenfalls

einen gegengekoppeltpn Operationsverstärker mit einem WC-Glied an seinem invertierendem Eingang umfaßt. Dieser Verstärker ist jedoch nicht im Sinne des Ausgleichs der Frequenzcharakteristik eines RC-Twfpasses am Eingang, sondern zur Korrektur von sehr niederfrequenten Rumpelstörungen sowie /ur Linearisierung von Frequenzgängen von Lautsprecherboxen ausgelegt. Aus diesem Grunde enthält auch der Gegenkopplungszweig vom Ausgang auf den invertierenden Eingang des Operationsverstärkers eine kapazitive Komponen!i, wodurch bei tiefen Frequenzen zunge*-'* --in ansteigender, sodann ein konstanter und dann wieder aufailender Frequenzgang realisiert wird. Der vorliegenden Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine besonders einfache Schaltungsanordnung der in Rede stehenden Art für eine Ausbildung als integrierter Schaltkreis mit möglichst wenigen außen zuzuschaltenden Schaltelementen anzugeben.

Diese Aufgabe wird bei einer Schaltungsanordnung der eingangs genannten Art erfindungsgemäß durch die Merkmale des kennzeichnenden Teils des Patentan-Spruchs t gelöst

Eine Ausgestaltung der Erfindung ist in einem Unteranspruch gekennzeichnet.

Mit Hilfe einer erfindungsgemäßen Schaltungsanordnung erreicht man durch eine mit einfachen Mitteln durchgeführte Linearisierung des zu decodierenden Signals eine hohe Übersprechdämpfung zwischen den beiden Wiedergabesignalen Ul und Ur. Es spielt dabei im Prinzip keine Rolle, wie die Signalaufspaltung des Summensignals (L + R) und des Differenzsignals (L — R) im Stereodecoder erfolgt. Insbesondere jedoch in dem Falle, wo keine Signalaufspaltung durch Tiefpaß und Bandpaß stattfindet, sondern wo das gesamte Signal auf den einen Matrixeingang und das gesamte Signa! auf den Synchrondemodulator gegeben wird, der das Summensignal (L+R) in die Hilfsträgerfrequenzlage und das Differenzsignal (L-R) in die Tonfrequenzlage umsetzt, und beide umgesetzten Signale auf den anderen Matrixeingang gegeben werden und wo dann die in den Wiedergabesignalen Ul und Ur unerwünschten Anteile in Jer Hilfsträgerfrequenzlage leicht durch entsprechende Tiefpässe herausgefiltert werden können, läßt sich eine erfindungsgemäße Schaltungsanordnung vorteilhaft einsetzen.

An Hand der Figuren der Zeichnung soll die Erfindung näher erläutert werden. Dabei zeigt die

F i g. 1 ein Blockschaltbild einer Djcodierschaltung und die

F i g. 2 eine konkrete schaltungstechnische Ausführung eines erfindungsgemäßen Korrekturverstärkers.

In der Fig. 1 ist mi. I ein FM-Demodulator bezeichnet, der über eine Anschlußleitung an einen Eingang 2 ei.ies Korrekturverstärkers ein MPX-Signal liefert. Die Anschlußleitung is* dabei symbolisiert durch einen ohmschen Längswiderstand 3 mit einem Widerstandswert Λ4 und durch einen zum Bezugspotential führenden Querkondensator 4 mit dem Kapazitätswert CV Der Korrekturverstärker enthält einen Operationsverstärker 5 mit einem nichtinvertierenden Eingang 6. mit einem invertierenden Eingang 7 und mit einem Ausgang 8. Der Ausgang 8 führt ein korrigiertes Signal. das mit MPXk„_rr bezeichnet ist und das korrigierte, d. h. linearisierte MPX-Signa\ darstellt. Der Ausgang 8 des Operationsverstärkers 5 ist über einen ohmschen Widerstand 9 mit einem Widerstandswert R_K auf den invertierenden Eingang 7 des Operationsverstärkers 5 rückgekoppelt. Außerdem führt der invertierende Eingang 7 des Operution^vcrsturkcrs _> über einen Kondensator 10 mit dem Kapazi'ntswert C^ und in Reihe dazu über einen ohmschen Widerstand 11 mit dem Widerstandstert /?_t> .-«rn Be-'i^ifK-ientidl. Der

*> Ausgang 8 des Operationsverstärkers ä ist mti einer Fi (.quenz-weiche 12 verbunden, die über einen Summen-■s'ignalweg für ein Summensignal (L+ R) und über einen einen iJifiurcnzsignalweg für ein Differenzsignal (L - R) mit einer Matrix 13 verbunden ist. Dabei ist in den

ίο Differenzsignalweg ein Synchrondemodulator 14 geschaltet, der von einem in einem Generator 15 aus dem Pilotton erzeugten Hilfsträger von 38 kHz ausgesteuert wird. Die Matrix 13 hat zwei Ausgänge 16 und 17, wobei der Ausgang 16 ein Wiedergabesignal Ul und der Ausgang 17 ein Wiedergabesignal Ua führt.

Unter der vereinfachenden Voraussetzung, daß der FM-Demodulator 1 ein Ausgangssignal mit linearem Frequenzgang liefert, hat das am Eingang 2 des Korrekturverstärkers stehende WPX-Signal einen Fre-

quenzgang, der durch das Übertragungsmaß des aus dem ohmschen Widerstand 3 und dem Kondensator 4 bestehenden Tiefpasses bestimmt ist D'^ser Tiefpaß hat das Übertragungsmaß

Gw =

+7 wR_A C_A

Der Korrekturverstärker hat unter der Voraussetzung, daß die Verstärkung gegen Unendlich geht, ein Übertragungsmaß von

Gk=\+Jw Rk Ck

Dabei ist zunächst angenommen, daß der Widerstandswert Rd des ohmschen Widerstandes 11 gleich Null ist.

Zur Korrektur des Frequenzgangs ist nun erforderlich, daß das Produkt der beiden Übertragungsmaße Cn» des Tiefpasses und G_K des Korrekturverstärkers in dem Bereich bis 53 kHz frequenzunabnängig ist.

Multipliziert man die Formeln für die beiden Übertragungsmaße dp und Gk. dann ergibt sich, daß liiese Bedingung der Frequenzunabhängigkeit dann erfüllt ist. wenn R* ■ Ca = Rk ■ Ck ist. Unter dieser Bedingung weist das MPX-Signal am Eingang 8 für den Stereodecoder einen mindestens bis 53 kHz reichenden linearen Frequenzgang auf. der eine hohe Übe^rsprechdämpfung zwischen den beiden WiedergaHesignalf η Ui und L/rgarantiert.

Der ohmsche Widerstand 11 stellt eine vorteilhafte Weiterbildung dar. Er dient zur Unterdrückung von Eigenschwingungen des Korrekturverstärkers und wird erst oberhalb der 53-kHz-Grenze wirksam, so daß er die Frequenzkorrektur ii dem Bereich bis 53 kHz nicht beeinträchtigen kann.

In der F i g. 2 hat ein Korrekturverstärker wieder den Eingang 2 für ein M/Vf-Signal und einen Ausgang 8 für ein korrigiertes /V/ZW-Signal. Er enthält einen Differenzverstärker mit zwei an ihren Emittern zusavnmengeschalteten Transistoren 18 und 19. Der Eingang 2 ist mit der Basis des Transistors 18 verbunden. Die Emitter führen über eine Konstantstrornquelle 20 zu einer Klemme 21 für ein Versorgungspotentiai. Der Kollektor des Transistors 18 führt über die Kollektor=Emitter-Strecke eines Transistors 22 zum Bezugspotenli.d. der Kollektor des Transistors 19 über die Kollektor-Emitter-Strecke eines Transistors 23. Die Basen der beiden Transistor·. 22 und ^Λ3 sind miteinander und int Jem Kollektor des Transistors 23 verbunden. Die Transisto-

ren 22 und 23 bilden einen sog. Stmmspiegcl, der u.irantiert. daß die beiden Kollektoren der Transistoren 18 und 19 jeweils gleichen Strom führen. Die Basis des Transistors 19 ist über den ohmsehen Widerstand 9 mit dem Ausgang 8 verbunden und führt außerdem über die Reihenschaltung des Kondensators 10 mit dem ohmsehen Widerstand 11 /um Bezugspotential. Zwischen dem Ausgang 8 und der Klemme 21 liegt ein ohmscher Widerstand 24. Weiler führt der Ausgang 8 über die Kollektor-Emitter-Strecke eines Transistors 25 zum Bezugspotential. Die Basis des Transistors 25 ist mit dem Kollektor des Transistors 18 und über einen Kondensator 26 mit dem Kollektor des Transistors 25 verbunden.

Der Transistor 18 stellt den nichtinvertierenden Eingang des Operationsverstärkers dar und der Transistor 19 den invertierenden, auf den über den ohmschen Widerstand 9 der Ausgang 8 rückgekoppelt ist. Zwischen dem Ausgang 8 und dem Kollektor des Eingangstransistors 18 liegt ein Verstärkertransistor 25. Diese Schaltungsanordnung ist für eine Realisierung in integrierter Technik gut geeignet, wobei die ohmschen Widerstände 9 und 11 und der Kondensator 10 dann /ur externen Beschallung gehören. Insbesondere ist es vorteilhaft, eine solche Schaltungsanordnung als Eingangsverstärker in einem integrierten Decoder-Bauslein /u verwenden.

Hierzu 1 Blatt Zeichnungen

Claims

Patentansprüche:

1. Schaltungsanordnung zur Decodierung eines frequenzmodulierten Stereo-Rundfunksignals, bei 5 der einem FM-Demodulator ein Stereodecoder und eine Matrix nachgeschaltet sind und jn der Matrix aus einem Summensignalanteil des Ausgangssignals des FM-Demodulators und aus einem durch einen Synchrondemodulator aus einer Hilfsträgerfrequenzlage in die Tonfrequenzlage umgesetzten Differenzsignalanteil durch Summen- und Differenzbildung zwei Wiedergabesignale gebildet werden, und bei der vor den Stereodecoder ein Korrekturverstärker geschaltet ist, der aus einem Operations- verstärker möglichst hoher Verstärkung mit einem nichtinvertierenden und mit einem invertierenden Eingang besteht, wobei ein Ausgang Ober ein RC-Clicd auf den invertierenden Eingang rückgekoppelt ist. derart, daß ein linearer Frequenzgang des Sumrocasignalanteils und des Differenzsignalanteiis erreicht wird, dadurch gekennzeichnet, daß der Korrekturverstärker einen Differenzverstärker mit zwei an den Emittern zusammengeschalteten Transistoren (18 und 19) enthält, wobei die Basis des ersten Transistors (18) mit einem Eingang (2) für das vom FM-Demodulator (1) gelieferte Signal verbunden ist. beide Kollektoren über einen Stromspiegel (22, 23) miteinander verknüpft zum Bezugspotential führen und die jo Emitter über eine Konstantstromquelle (20) an einem Vers, -gungspotential angeschlossen sind.daß der Kollektor des ersten T^nsistors (18) mit der Basis eines Verstärkertransistors (25) verbunden ist. dessen Emitter zum Eteiugspotential und dessen Kollektor über einen ohmschen Widerstand (24) zu einem Versorgungspotenlial führt und außerdem den Ausgang (8) für das korrigierte zu decodierende Signal darstellt, und daß das RC-GWed aus einem Reihenwiderstand (9) zwischen dem Kollektor des Verstärkertransistors (25) und der Basis des zweiten Transistors (19) sowie aus einem Kondensator (10) zwischen der Basis des zweiten Transistors (19) und einem Bezugspotential besteht.

2. Schaltungsanordnung nach Anspruch !.dadurch gekennzeichnet, daß zur Verhinderung von Eigenschwingungen des Korrekturverstärkers der Kondensator (10) über einen weiteren ohmschen Widerstand (U) zum Bezugspotential führt.

50