DE2937986A1

DE2937986A1 - Speech level control for FM transmitter - has limiting clipper which prevents clipping of frequencies below one KHz by use of constant gain amplifier

Info

Publication number: DE2937986A1
Application number: DE19792937986
Authority: DE
Inventors: Heinrich Fossler; Peter Kameke; Ing.(grad.) Uwe Peters; Norbert 1000 Berlin Tschab
Original assignee: Robert Bosch GmbH
Current assignee: Robert Bosch GmbH
Priority date: 1979-09-20
Filing date: 1979-09-20
Publication date: 1981-04-02

Abstract

A speech modulated FM transmitter has 6dB oer octave pre-emphasis over the range 300 to 3000Hz (1), followed by a clipper which limits peak frequency deviation to 4kHz. Severe distortion results from soeaking too loudly, particularly if clipping occurs on frequencies below 1000Hz. because the third harmonic is then in the audio pass band. Distortion is reduced by inserting a gain-controlled amplifier between the microphone and the pre-emphasis circuit. With increasing speech level, the gain remains constant until frequency components at 1000Hz reach the clipping level. Further increase in speech level reduces the gain progressively. This ensures that frequencies below 1000Hz are not cliooed (11).

Description

SprechfunkgerätWalkie-talkie

Stand der Technik Die Erfindung geht aus von einem Sprechfunkgerät nach der Gattung des Hauptanspruchs.PRIOR ART The invention is based on a radiotelephone according to the genre of the main claim.

In der Sprechfunktechnik ist es üblich, den Frequenzgang des NF-Verstärkers in dem interessierenden Frequenzbereich Von 300 bis 3000 Hz entsprechend der Pre-Emphasis beim Rundfunk im Sender zu höheren Frequenzen anzuheben, so daß der Frequenzhub mit höherwerdender Modulationsfrequenz steigt. Der Demodulator im Empfänger liefert demzufolge an den NF-Verstärker steigende NF-Spannungen mit höherwerdender Modulationsfrequenz. Um am Lautsprecher einen linearen Amplitudenverlauf zu erhalten, müssen die Höhen im NF-Verstärker entsprechend abgesenkt werden. Der Anstieg des Hubes beträgt 6 dB/Oktave, entsprechend verläuft der Frequenzgang des NF-Verstärkers im Empfänger mit - 6 dB/Oktave.In radiotelephony technology, it is common to use the frequency response of the LF amplifier in the frequency range of interest from 300 to 3000 Hz corresponding to the pre-emphasis raise to higher frequencies when broadcasting in the transmitter, so that the frequency deviation increases with increasing modulation frequency. The demodulator in the receiver delivers consequently, increasing LF voltages at the LF amplifier with increasing modulation frequency. In order to get a linear amplitude curve on the loudspeaker, the treble must be lowered accordingly in the audio amplifier. The increase in the stroke is 6 dB / octave, the frequency response of the LF amplifier in the receiver runs accordingly with - 6 dB / octave.

Die Absenkung des Frequenzganyes hat den Vorteil, daß das Empfängerrauschen ebenfalls abgesenkt wird und dadurch ein günstigeres Signal-/Rauschverhältnis entsteht, was einen Gewinn an Empfindlichkeit zur Folge hat.The lowering of the frequency has the advantage that the receiver noise is also lowered, resulting in a more favorable signal-to-noise ratio, which results in a gain in sensitivity.

Da der maximale Frequenzhub durch die geltenden Postnormen (FTZ, CEPT) z. B. auf + 4 kHz festgelegt ist, werden bei Erhöhung der Aussteuerung zuerst die hohen Töne begrenzt und bei weiterer Übers teuerung auch die niedrigeren Frequenzen, so daß sich im Bereich von 300 Hz bis 3 kHz ein konstanter, bei 4 kHz Hub liegender Frequenzgang ergibt. Die bekannten Sprechfunkgeräte, die nach diesem Prinzip arbeiten, haben den Nachteil, daß sich besonders bei tiefen Frequenzen (300 bis 1000 Hz) wegen der Frequenzgangabsenkung im NF-Teil des Empfängers starke Verzerrungen bilden.Since the maximum frequency deviation is due to the applicable postal standards (FTZ, CEPT) z. B. is set to + 4 kHz, when the modulation is increased, the limited high tones and, if further overstated, also the lower frequencies, so that in the range from 300 Hz to 3 kHz there is a constant, at 4 kHz stroke Frequency response results. The well-known radiotelephones that work according to this principle, have the disadvantage that especially at low frequencies (300 to 1000 Hz) because of The lowering of the frequency response in the LF part of the receiver creates strong distortions.

Vorteile der Erfindung Das erfindungsgemäße Sprechfunkgerät mit den kennzeichnenden Merkmalen des Hauptanspruchs hat demgegenüber den Vorteil, daß auch bei einer Hubbegrenzung durch lautes Hineinsprechen in das Mikrofon im NF-Teil des Empfängers nur eine geringe Verzerrung verursacht wird. Weiterhin sind keine Xnderungen der NF-Teile der Empfänger nötig.Advantages of the Invention The radiotelephone according to the invention with the characterizing features of the main claim has the advantage that also if the stroke is limited by speaking loudly into the microphone in the audio section of the Only a small amount of distortion is caused in the receiver. Furthermore, there are no changes the NF parts of the receiver are necessary.

Durch die in den Unteransprüchen angegebenen Maßnahmen sind vorteilhafte Weiterbildungen und Verbesserungen des im Hauptanspruch angegebenen Sprechfunkgerätes möglich. Besonders vorteilhaft ist, daß durch die erfindungsgemäße Frequenzhubbegrenzung keine zusätzlichen Sprachverzerrungen durch eine Klirrfaktorbildung auftreten.The measures specified in the subclaims are advantageous Further developments and improvements of the radiotelephone specified in the main claim possible. It is particularly advantageous that the frequency swing limitation according to the invention no additional speech distortion occurs due to distortion factor formation.

Zeichnung Ein Ausführungsbeispiel der Erfindung ist in der Zeichnung dargestellt und in der nachfolgenden Beschreibung näher erläutert. Es zeigen Fig. 1 den Frequenzhub eines Sprechfunksenders und die NF-Ausgangsleistung eines Empfängers bei bekannten Sprechfunkgeräten, Fig. 2 das Blockschaltbild des NF-Teils des erfindungsgemäßen Sprechfunkgerätes und Fig. 3 den Frequenzhub des Senders und die NF-Ausgangsleistung des Empfängers bei dem erfindungsgemäßen Sprechfunkgerät.Drawing An embodiment of the invention is shown in the drawing and explained in more detail in the following description. It shows Fig. 1 the frequency deviation of a radio transmitter and the AF output power of a receiver with known radiotelephones, Fig. 2 is the block diagram of the LF part of the radio communication device according to the invention and FIG. 3 shows the frequency deviation of the Transmitter and the LF output power of the receiver in the radiotelephone according to the invention.

Beschreibung des Ausführungsbeispiels In Sprechfunkgeräten wird zur Verbesserung der Empfindlichkeit durch ein günstigeres Signal-/Rauschverhältnis der Frequenzgang des Senders zu höheren Frequenzen hin angehoben und der Frequenzgang des NF-Verstärkers bei Empfang zu höheren Frequenzen hin abgesenkt. Der Anstieg des in Fig. 1 a mit 1 bezeichneten Frequenzganges des Senders beträgt 6 dB/ Oktave, und die Absenkung des mit 2 bezeichneten Frequenzganges des Empfängers (Fig. 1 b) beträgt - 6 dB/Oktave. Im Sprechfunk ist der Frequenzhub für Winkelmodulation auf maximal + 4 kHz begrenzt. Wird nun zum Beispiel bei schlechter Verständigung die Lautstärke am Mikrofon erhöht und dadurch der Sender höher ausgesteuert, so würde am Modulator eine Spannung liegen, die größer als die einem Frequenzhub von 4 kHz entsprechende Spannung ist. Daher weist der NF-Teil des Senders eines Sprechfunkgerätes einen Begrenzer auf, der Spannungen, die höher als die 4 kHz entsprechende Spannung sind, auf den Grenzwert begrenzt. Bei einer weiteren Ubersteuerung tritt der Fall ein, daß der Frequenzgang über die gesamte interessierende Niederfrequenz begrenzt wird und den in Fig. 1 a mit 3 bezeichneten Verlauf annimmt. Durch die Begrenzung treten Überschwingungen auf, so daß das Signal verzerrt wiedergegeben wird. Der Kurvenverlauf 4 in Fig. 1 b zeigt den Frequenzgang im Empfänger, wobei der NF-Verstärker vor dem Lautsprecher im Bereich tiefer Frequenzen übersteuert ist. Das in der Fig. 1 b schraffiert gezeichnete Begrenzungsfeld 5 ist ein Maß für den hohen Klirrfaktor bei Frequenzen unter 1000 Hz.Description of the exemplary embodiment In radiotelephones, for Improvement of the sensitivity through a more favorable signal-to-noise ratio the frequency response of the transmitter is raised towards higher frequencies and the frequency response of the LF amplifier is lowered towards higher frequencies when receiving. The rise the frequency response of the transmitter denoted by 1 in Fig. 1 a is 6 dB / octave, and the lowering of the frequency response marked 2 of the receiver (Fig. 1 b) is - 6 dB / octave. In radiotelephony, the frequency deviation for angle modulation is on limited to a maximum of + 4 kHz. If, for example, communication is poor, the Volume on the microphone increased and thereby the transmitter controlled higher, so would there is a voltage at the modulator that is greater than that of a frequency deviation of 4 kHz corresponding voltage is. Therefore, the NF part of the transmitter points to a two-way radio a limiter on the voltages that are higher than the 4 kHz corresponding voltage are limited to the limit value. If there is another override, the case occurs one that limits the frequency response over the entire low frequency of interest and assumes the course designated by 3 in FIG. 1 a. By limiting overshoots occur, so that the signal is reproduced in a distorted manner. Of the Curve 4 in Fig. 1b shows the frequency response in the receiver, the LF amplifier in front of the loudspeaker is overdriven in the lower frequency range. The in Fig. 1 b the hatched bounding field 5 is a measure of the high distortion factor at frequencies below 1000 Hz.

Fig. 2 zeigt das NF-Teil des Senders des erfindungsgemäßen Sprechfunkgerätes. Das Mikrofon 6 ist an die regelbare Verstärkungs-Begrenzerschaltung 7 angeschlossen, die mit der Vorverzerrungsschaltung 8 verbunden ist. Der Ausgang der Vorverzerrungsschaltung 8 führt auf den Spannungsbegrenzer 9, der mit der Filterschaltung 10 in Verbindung steht.Fig. 2 shows the LF part of the transmitter of the radiotelephone according to the invention. The microphone 6 is connected to the controllable gain limiter circuit 7, which is connected to the predistortion circuit 8. The output of the predistortion circuit 8 leads to the voltage limiter 9, which is connected to the filter circuit 10 stands.

Die Ausgangssignale des Mikrofons 6 werden in der Verstärkungs-Begrenzerschaltung 7 verstärkt und mit zunehmender Frequenz um 6 dB/Oktave angehoben. In dem Spannungsbegrenzer 9 werden die Signale auf eine dem maximalen Frequenzhub von + 4 kz entsprechende Spannung begrenzt, das heißt die Maxima und Minima der Sinusschwingungen werden abgeschnitten.The output signals of the microphone 6 are in the gain limiter circuit 7 is amplified and raised by 6 dB / octave with increasing frequency. In the voltage limiter 9, the signals are adjusted to a maximum frequency deviation of + 4 kz corresponding Voltage limited, that is, the maxima and minima of the sinusoidal oscillations are cut off.

In der Filterschaltung 10 werden Signale, die oberhalb von 3000 Hz liegen, mit steigender Frequenz abgesenkt.In the filter circuit 10 signals that are above 3000 Hz lying, lowered with increasing frequency.

Nach der Filterschaltung 10 gelangen die NF-Signale auf eine nicht dargestellte Modulatorstufe, in der sie mit einem hochfrequenten Träger moduliert werden und in bekannter Weise weiterverarbeitet werden. In dem nicht übersteuerten Fall arbeitet die regelbare Verstärkungs-Begrenzerschaltung 7 wie ein normaler Verstärker. Die Signale werden in dem Spannungsbegrenzer 9 noch ohne Begrenzung weitergeleitet, und die Frequenzgänge des NF-Teils des Senders und Empfängers haben die schon in Fig. 1 a und 1 b gezeigten Verläufe 1 und 2.After the filter circuit 10, the LF signals do not reach one shown modulator stage in which it modulates with a high-frequency carrier and are further processed in a known manner. In the not overdriven In this case, the controllable gain limiter circuit 7 works like a normal amplifier. The signals are passed on in the voltage limiter 9 without limitation, and the frequency responses of the NF part of the transmitter and receiver already have the in Fig. 1 a and 1 b shown curves 1 and 2.

Die vom Mikrofon 6 abgegebenen Sinusschwingungen sind daher auch am Lautsprecher des Empfängers über den interessierenden Frequenzbereich von 300 bis 3000 Hz wieder sinusförmig.The sine waves emitted by the microphone 6 are therefore also on Speaker of the receiver over the frequency range of interest from 300 to 3000 Hz again sinusoidal.

Für den Fall, daß eine Übersteuerung erst bei einer höheren Frequenz eintritt, zum Beispiel etwa oberhalb von 1000 Hz, arbeitet die regelbare Verstärkungs-Begrenzerschaltung 7 für alle Frequenzen weiterhin als normaler Verstärker. Sinusspannungen höherer Frequenz (zum Beispiel größer als 1000 Hz) werden im Begrenzer 9 begrenzt. Der Frequenzgang für diesen übersteuerten Sendefall ist in Fig. 3 a mit der Kurve 11, der Frequenzgang des Empfängers nach der Absenkung von 6 dB/Oktave mit der Kurve 12 gezeigt. Sinusschwingungen kommen im Frequenzbereich von 300 Hz bis ca. 1000 Hz unverzerrt am Lautsprecher an, während Schwingungen höherer Frequenz verzerrt wiedergegeben werden, da durch die Begrenzung im Spannungsbegrenzer 9 Oberwellen erzeugt werden, die zum Klirrfaktor beitragen. Da die dritte Oberwelle den Klirrfaktor besonders stark beeinflußt, sollte diese außerhalb des Frequenzbereiches von 300 bis 3000 Hz liegen. Das wäre dann zu erreichen, wenn die Spannungsbegrenzung erst oberhalb von 1000 Hz beginnt.In the event that an overload occurs only at a higher frequency occurs, for example above about 1000 Hz, the controllable gain limiter circuit works 7 continues as a normal amplifier for all frequencies. Sinus voltages higher Frequency (for example greater than 1000 Hz) are limited in the limiter 9. The frequency response for this overdriven transmission case is shown in Fig. 3 a with the curve 11, the Frequency response of the receiver after the lowering of 6 dB / octave is shown with curve 12. Sine waves come undistorted at the loudspeaker in the frequency range from 300 Hz to approx. 1000 Hz while vibrations of higher frequencies are reproduced in a distorted manner because of the limitation in the voltage limiter 9 harmonics are generated that lead to the distortion factor contribute. Since the third harmonic has a particularly strong influence on the distortion factor, should these are outside the frequency range of 300 to 3000 Hz. That would be then to be achieved if the voltage limitation only begins above 1000 Hz.

Für den Fall einer Obersteuerung auch bei tiefen Frequenzen wird durch die regelbare Verstärkungs-Begrenzerschaltung 7 die Verstärkung der vom Mikrofon 6 abgegebenen Spannungen in der Weise geregelt, daß für Frequenzen unterhalb von 1000 Hz die Signalspannung auch nach der 6-dB/Oktave-Anhebung die einem Frequenzhub von + 4 kHz entsprechende Spannung nicht überschreitet. Dabei muß bei einem sinusförmigen Eingangssignal das Ausgangssignal der regelbaren Verstärkungs-Begrenzerschaltung 7 auch bei einer Verstärkungsbegrenzung wieder sinusförmig sein. Durch die Verstärkungsbegrenzung entsprechen die Frequenzgänge des Senders und Empfängers denen, die im vorhergehenden Abschnitt beschrieben worden sind (Fig. 3 a, 3 b, Kurven i1 und 12). In dem beschriebenen Beispiel ist die Verstärkungs-Begrenzerschaltung 7 so ausgelegt, daß die Begrenzung im Spannungsbegrenzer erst oberhalb von 1000 Hz eintritt. Diese Frequenzgrenze kann auch anders gewählt werden, allerdings sollte einerseits der größtmögliche Frequenzhub eingestellt werden und andererseits der Klirrfaktor so gering wie möglich gehalten werden.In the event of an oversteer, even at low frequencies, is through the adjustable gain limiter circuit 7 the gain of the microphone 6 output voltages regulated in such a way that for frequencies below 1000 Hz the signal voltage even after the 6 dB / octave increase, the one frequency deviation of + 4 kHz does not exceed the corresponding voltage. It must be with a sinusoidal Input signal the output signal of the controllable gain limiter circuit 7 again be sinusoidal even with a gain limitation. By the gain limitation the frequency responses of the transmitter and receiver correspond to those in the preceding Section have been described (Fig. 3 a, 3 b, curves i1 and 12). In the described Example, the gain limiter circuit 7 is designed so that the limitation only occurs in the voltage limiter above 1000 Hz. This frequency limit can can also be chosen differently, but on the one hand the largest possible frequency deviation should be selected and on the other hand the distortion factor is kept as low as possible will.

Claims

Claims radiotelephone with at least one predistortion circuit and a transmitter having a voltage limiter and a receiver, characterized in that that in front of the predistortion circuit (8) a controllable gain limiter circuit (7) is switched.

2. Radiotelephone according to claim 1, characterized in that the adjustable gain limiter circuit (7) also in the limitation range with a sinusoidal input voltage supplies a sinusoidal output voltage.

3. Radiotelephone according to claim 1 or 2, characterized in that that the gain of the controllable gain limiter circuit (7) is so limited is that the maximum frequency deviation is only reached at frequencies above 1000 Hz will.