DE4103064A1 - Rundfunkempfaenger - Google Patents

Description

Die Erfindung geht aus von einem Rundfunkempfänger nach der Gattung des Hauptanspruchs.

Bei bekannten Rundfunkempfängern mit einer Einrichtung zur Decodierung von Radio-Daten-Signalen - im folgenden RDS-Empfänger genannt -, insbesondere Autoradios, wird von Zeit zu Zeit zunächst geprüft, ob ein Sender mit einer anderen Frequenz empfangswürdig ist und weiterhin ob er das gleiche Programm abstrahlt. Bei den bekannten RDS-Empfängern benötigen diese Prüfungen eine Zeit von 20 ms bis 30 ms bzw. 150 ms bis 300 ms, was zu störenden Knackgeräuschen führt, weil solange kein Audiosignal aus der empfangenen Frequenz zur Verfügung steht.

In der Patentanmeldung R.-Nr. 2115 der Anmelderin wird zwar ein Rundfunkempfänger angegeben, mit welchem die relativ groben Störungen (150 ms bis 300 ms) beseitigt werden. Es verbleiben jedoch die möglichen Störungen von kurzer Dauer, die insbesondere bei großen Amplituden des Audiosignals auftreten.

Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist es, die durch das probehalber Umschalten auf eine andere Frequenz bedingten Störungen unhörbar zu machen.

Der erfindungsgemäße Rundfunkempfänger hat den Vorteil, daß keinerlei störende Knackgeräusche mehr wahrgenommen werden können, wenn probehalber auf eine andere Frequenz umgeschaltet wird. Ein weiterer Vorteil besteht darin, daß bei Rundfunkempfängern, die bereits eine digitale Signalverarbeitung enthalten, der zusätzliche Aufwand im wesentlichen aus einem digitalen Signalprozessor besteht, der häufig ohnehin für andere Aufgaben im Rundfunkempfänger vorgesehen ist.

Die andere Frequenz kann an sich eine beliebige Frequenz sein. Zweckmäßigerweise werden jedoch probehalber alternative Frequenzen empfangen, die in einem Speicher im Rundfunkempfänger als zur gleichen Programmkette gehörend abgelegt sind.

Eine bevorzugte Anwendung der Erfindung sind Rundfunkempfänger mit einer Einrichtung zur Decodierung von Radio-Daten-Signalen, wobei im umgeschalteten Zustand das Radio-Daten-Signal empfangen und decodiert wird. Die Erfindung ist jedoch auch bei Empfängern anwendbar, bei denen eine andere Prüfung einer anderen Frequenz erfolgt, beispielsweise eine Messung der Feldstärke.

Eine besonders vorteilhafte Maßnahme bei einem Rundfunkempfänger mit einer Einrichtung zum vorübergehenden Umschalten von einer empfangenen Frequenz auf eine andere Frequenz besteht darin, daß während der vorübergehenden Umschaltung ein monauraler Empfang erfolgt. Dieses hat den Vorteil, daß alle zur Erzeugung und zur Einblendung des Ersatzsignals erforderlichen Maßnahmen nur einmal getroffen zu werden brauchen. Dieses betrifft sowohl den Schaltungsaufwand als auch den Rechenaufwand bei der Verwendung von Prozessoren.

Vorzugsweise ist dabei vorgesehen, daß bereits vor der vorübergehenden Umschaltung auf monauralen Empfang umgeschaltet wird und daß ein Zurückschalten auf Stereo-Empfang erst nach dem Ende der vorübergehenden Umschaltung erfolgt. Dieses hat den Vorteil, daß auch die zur Bildung der Ersatzsignale benutzten Abschnitte der Audiosignale monaural empfangen werden und gegebenenfalls weniger mit Störungen behaftet sind.

Durch die in den Unteransprüchen aufgeführten Maßnahmen sind vorteilhafte Weiterbildungen und Verbesserungen der im Hauptanspruch angegebenen Erfindung möglich.

Ausführungsbeispiele der Erfindung sind in der Zeichnung anhand mehrerer Figuren dargestellt und in der nachfolgenden Beschreibung näher erläutert. Es zeigt:

Fig. 1 ein Blockschaltbild eines erfindungsgemäßen Empfängers,

Fig. 2 Zeitdiagramme einiger in dem Empfänger nach Fig. 1 auftretender Signale und

Fig. 3 weitere Zeitdiagramme zur Erläuterung des Empfängers nach Fig. 1.

Der in Fig. 1 dargestellte Rundfunkempfänger weist ein Empfangsteil 1 auf, das Signale von einer Antenne erhält und über einen Steuereingang 3 von einem Mikrocomputer 4 auf die jeweils zu empfangene Frequenz einstellbar ist. An das Empfangsteil 1 schließt sich ein Frequenzdemodulator 5 an, dessen Ausgang mit einem RDS-Decoder 6 und einem Stereo-Decoder 7 verbunden ist. Das Ausgangssignal des RDS-Decoders 6 wird zur weiteren Auswertung bzw. zur Anzeige dem Mikrocomputer 4 zugeführt. Die beiden Audiosignale werden bei 8, 9 analog/digital-gewandelt und gelangen in eine Signalverarbeitungsschaltung 10, mit deren Hilfe verschiedene Einstellungen, wie beispielsweise Lautstärke und Klangfarbe vorgenommen werden können. Außerdem dient die Signalverarbeitungsschaltung 10 zur Stummschaltung und zur Umschaltung zwischen MONO und STEREO durch Steuersignale, welche vom Mikrocomputer 4 zugeführt werden.

Die an Ausgängen der Signalverarbeitungsschaltung 10 anstehenden Audiosignale L und R werden über jeweils eine Verzögerungseinrichtung 11, 12, einen steuerbaren Umschalter 13, 14, einen Digital/Analog-Wandler 15, 16 und eine Endstufe 17, 18 Lautsprechern 19, 20 zugeführt. Die Verzögerungseinrichtung 12 weist einen Ausgang 21 auf, bei welchem das Audiosignal R lediglich um einen kleinen Teil gegenüber der gesamten Verzögerungszeit der Verzögerungseinrichtung 12 verzögert ist. Von diesem Ausgang 21 kann das verzögerte Audiosignal R über jeweils einen steuerbaren Schalter 22, 23 in Schreib-Lese-Speicher 24, 25 eingelesen werden. Ausgänge der Schreib-Lese-Speicher 24, 25 sind mit Eingängen eines digitalen Signalprozessors 26 verbunden.

Die steuerbaren Schalter 22, 23 werden vom Mikrocomputer 4 gesteuert. Zum Austausch von Daten bzw. Steuersignalen sind der Mikrocomputer 4, die Signalverarbeitungsschaltung 10 und der digitale Signalprozessor 26 direkt miteinander verbunden. In diesem Zusammenhang sei erwähnt, daß mit den Rechenoperationen zur Bildung der Ersatzsignale der digitale Signalprozessor 26 nicht ausgelastet ist und somit für weitere Aufgaben, beispielsweise die Klangregelung, Lautstärkeregelung oder in Abänderung des in Fig. 1 dargestellten Ausführungsbeispiels zur Demodulation des Radio-Daten-Signals zur Verfügung steht.

Die vom Mikrocomputer 4 steuerbaren Umschalter 13, 14 dienen dazu, entweder die verzögerten Audiosignale L, R oder die vom digitalen Signalprozessor erzeugten Ersatzsignale zu den Digital/Analog-Wandlern 15, 16 zu leiten. In diesem Zusammenhang sei erwähnt, daß verschiedene Einzelheiten in Fig. 1 im Sinne einer übersichtlichen Darstellung gewählt wurden. So sind beispielsweise die Umschalter 13, 14 und die Schalter 22, 23 wie mechanische Schalter dargestellt, bei einer Realisierung werden jedoch in der digitalen Schaltungstechnik übliche logische Schaltungen angewendet. Ebenso könnten die Schreib-Lese-Speicher 24, 25 zu einem Speicher vereinigt werden und die Signale durch entsprechende Adressierung getrennt eingeschrieben und ausgelesen werden.

Im folgenden werden anhand von Fig. 2 die zeitlichen Vorgänge bei dem Empfänger nach Fig. 1 erläutert, welche bei dem vorübergehenden Umschalten auf eine andere Frequenz stattfinden. Dabei sind stellvertretend für die Audiosignale digitale Signale dargestellt, wobei 0 "Signal nicht vorhanden" und 1 "Signal vorhanden" bedeutet. Zeile a der Fig. 2 zeigt das Audiosignal R bzw. L an den Ausgängen der Signalverarbeitungsschaltung 10. Zum Zeitpunkt t1 wird die Mono-Wiedergabe eingeschaltet, so daß die Signale L und R gleich sind. Bei t2 beginnt die Stummschaltung wegen der vorübergehenden Umschaltung der Empfangsfrequenz. Ab dem Zeitpunkt t3 ist wieder ein Empfang der ursprünglich empfangenen Frequenz möglich, so daß das Audiosignal wieder seinen vorherigen Pegel einnimmt. Schließlich wird bei t4 der Mono-Betrieb wieder ausgeschaltet. Die Stummschaltung muß nicht wirklich erfolgen, was nach der noch folgenden Funktionsbeschreibung der Umschalter 13, 14 deutlich wird.

Das in Fig. 2, Zeile b dargestellte verzögerte Signal R′ am Ausgang 21 der Verzögerungseinrichtung 12 (Fig. 1) ist gegenüber dem Signal R um eine Zeit tA verzögert. Zwischen t2 und t5 wird der Signalabschnitt A vor dem Beginn der Unterbrechung des Signals R′ in den Schreib-Lese-Speicher 24 eingeschrieben. Zeile c stellt das Steuersignal SA des vom Mikrocomputer 4 abgegebenen Signals zum Steuern des Schalters 22 dar. Nach dem Ende der Unterbrechung des verzögerten Signals R′, beginnend mit dem Zeitpunkt t6, wird ein Zeitabschnitt B durch Schließen des Schalters 23 in den Schreib-Lese-Speicher 25 eingeschrieben, wozu der Schalter 23 vom Mikrocomputer 4 mit dem Steuersignal SB beaufschlagt wird.

Zeile e der Fig. 2 stellt die Rechenzeiten RA und RB zur Analyse der Signalabschnitte A und B sowie einen Zeitabschnitt RS zur Bildung des Ersatzsignals SE aus den durch die Analyse gewonnenen Signalen dar. Nach dem Zeitabschnitt RS gibt der digitale Signalprozessor das Ersatzsignal SE, das in Zeile f dargestellt ist, an die Umschalter 13, 14 ab. An den jeweils anderen Eingängen der Umschalter 13, 14 liegt das in Zeile g dargestellte Signal R′′ bzw. L′′, das um die gesamte Laufzeit der Verzögerungseinrichtung 11, 12 gegenüber dem Signal R bzw. L verzögert ist. Zeile h zeigt schematisch das mit dem Ersatzsignal aufgefüllte Audiosignal.

In den in Fig. 2, Zeile e dargestellten Rechenzeiten wird im digitalen Signalprozessor 26 getrennt für die Audiosignalabschnitte A und B eine Fourieranalyse durchgeführt, wobei die Komponenten ermittelt werden, die am energiereichsten sind. Die Anzahl der Komponenten bestimmt die Qualität des Ersatzsignals SE, wobei in den meisten Fällen eine realtiv geringe Anzahl, beispielsweise 3, möglicherweise auch lediglich 1, ausreichen wird. Außerdem reicht eine Fourieranalyse in groben Abstufungen aus.

Zur Ermittlung der Komponenten des Audiosignals wird der im Schreib-Lese-Speicher 22 bzw. im Schreib-Lese-Speicher 23 gespeicherte Signalabschnitt in den digitalen Signalprozessor eingelesen. Wenn ein Signalabschnitt einmal vollständig in den digitalen Signalprozessor eingelesen worden ist, ist ein Umlauf beendet, bei welchem das Signal dem Eingang eines digitalen Filters zugeführt wird, das mit einem entsprechenden Programm realisiert ist. Um nun die einzelnen Komponenten dem Audiosignal entnehmen zu können, werden die Filterkoeffizienten nach jedem Umlauf geändert, bis das Spektrum des Audiosignals durchlaufen ist. Anstelle der Änderung der Koeffizienten kann jedoch auch die Taktfrequenz, mit welcher die Audiosignale aus den Schreib-Lese-Speichern ausgelesen werden, stufenweise geändert werden.

Während jeden Umlaufs stellt der digitale Signalprozessor fest, ob die am Filterausgang erhaltene Komponente des Audiosignals größer ist als eine der bereits gespeicherten Komponenten. Zutreffendenfalls wird die gespeicherte Komponente mit kleinerer Amplitude durch die neue ersetzt. Es werden jeweils die Amplitude, die Komponente und gegebenenfalls ein Wert für das Ein- bzw. Ausschwingen gespeichert.

Durch eine Reduzierung der Anzahl der Umläufe ist eine Reduzierung der Rechenzeit möglich. Da sich im Frequenzbereich oberhalb von 8 kHz selten die energiereichsten Komponenten des Audiosignals befinden, kann dieser Frequenzbereich unberücksichtigt bleiben. Damit kann auch die Abtastfrequenz für die zur Bildung des Ersatzsignals dienenden Signalabschnitte des Audiosignals verringert werden. Dementsprechend ist es ausreichend, wenn nur jeder dritte Abtastwert der Audiosignale über die Schalter 22, 23 in die Schreib-Lese-Speicher 24, 25 eingelesen wird. Damit ermäßigt sich die Kapazität der Schreib-Lese-Speicher entsprechend.

Auch an die Genauigkeit der Amplitude des Ersatzsignals brauchen nicht so hohe Ansprüche gestellt zu werden, so daß zur Erzeugung des Ersatzsignals mit einer geringeren Amplitudenauflösung gearbeitet werden kann.

Sind die Komponenten der Audiosignalabschnitte A und B ermittelt worden, wird mit Hilfe eines weiteren Programms im digitalen Signalprozessor aus den Komponenten beider Signalabschnitte das Ersatzsignal SE ermittelt. In Fig. 3 sind die Hüllkurven von drei verschiedenen Verläufen der Amplitude einer Komponente dargestellt. In Zeile a sind die Amplituden während der Signalabschnitte A und B des Audiosignals gleich hoch, so daß das Ersatzsignal SE konstant ist. Bei dem in Zeile b der Fig. 3 dargestellten Verlauf nimmt die Amplitude der Komponente innerhalb des Bereichs der Signalunterbrechung ab. Es ist demnach zur Erzeugung des Signals SE zwischen einer größeren Amplitude zu Beginn der Unterbrechung und einer kleineren Amplitude am Ende der Unterbrechung zu interpolieren.

Schließlich zeigt Zeile c der Fig. 3 den Fall, daß im Signalabschnitt A die Komponente nicht vorhanden ist, während sie im Signalabschnitt B schon eine gewisse Größe erreicht hat. Auch hier wird eine entsprechende Interpolation vorgenommen. Dabei können die Interpolationen auch nach e-Funktionen vorgenommen werden.

Die zeitgerechte Addition aller berechneten Signalkomponenten-Interpolate ergibt das Ersatzsignal SE, das unmittelbar danach zur Verfügung steht und über die Umschalter 13, 14 anstelle des Audiosignals den Digital/Analog-Wandlern zugeführt wird.

Claims (9)

1. Rundfunkempfänger mit einer Einrichtung zum vorübergehenden Umschalten von einer empfangenen Frequenz auf eine andere Frequenz, dadurch gekennzeichnet, daß in die während des vorübergehenden Umschaltens unterbrochenen Audiosignale Ersatzsignale eingesetzt werden und daß die Ersatzsignale aus den Audiosignalen vor und nach der vorübergehenden Umschaltung gebildet werden.

2. Rundfunkempfänger nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß aus den Audiosignalen in Zeitabschnitten vor und nach dem vorübergehenden Umschalten mit Hilfe einer Fourieranalyse die energiereichsten Komponenten ermittelt werden und daß die energiereichsten Komponenten jeweils zwischen den Audiosignalen vor dem vorübergehenden Umschalten und nach dem vorübergehenden Umschalten interpoliert werden.

3. Rundfunkempfänger nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß zur Fourieranalyse ein digitaler Signalprozessor (26) und zur Speicherung der Audiosignalabschnitte Schreib-Lese-Speicher (24, 25) vorgesehen sind und daß ein im digitalen Signalprozessor (26) realisiertes digitales Filter das Spektrum des Audiosignals durch Änderung der Filterkoeffizienten nach den energiereichsten Komponenten absucht.

4. Rundfunkempfänger nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß der Auslesetakt für die in den Schreib-Lese-Speichern (24, 25) gespeicherten Audiosignalabschnitte stufenweise verändert wird.

5. Rundfunkempfänger nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß eine der Verzögerungseinrichtungen (11, 12) mit einer Anzapfung (21) versehen ist, die mit Schaltern (22, 23) verbunden ist, über welche Audiosignalzeitabschnitte in einen Schreib-Lese-Speicher (24, 25) gelangen, wobei die Schalter (22, 23) von einem Mikrocomputer (4) gesteuert werden.

6. Rundfunkempfänger nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Ausgänge einer an sich bekannten Audiosignalverarbeitungsschaltung (10) über je eine Verzögerungseinrichtung (11, 12) und je einen steuerbaren Umschalter (13, 14) mit Digital/Analog-Wandlern (15, 16) für das Audiosignal verbunden sind, daß den steuerbaren Umschaltern (13, 14) ferner von einem digitalen Signalprozessor (26) Ersatzsignale zuführbar sind und daß Eingänge des digitalen Signalprozessors (26) mit Schreib-Lese-Speichern (24, 25) verbunden sind, in welche die Audiosignale in Zeitabschnitten vor und nach der kurzzeitigen Umschaltung einschreibbar sind.

7. Rundfunkempfänger nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß während des vorübergehenden Umschaltens ein Radio-Daten-Signal empfangen und decodiert wird.

8. Rundfunkempfänger mit einer Einrichtung zum vorübergehenden Umschalten von einer empfangenen Frequenz auf eine andere Frequenz, dadurch gekennzeichnet, daß während der vorübergehenden Umschaltung ein monauraler Empfang erfolgt.

9. Rundfunkempfänger nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, daß bereits vor der vorübergehenden Umschaltung auf monauralen Empfang umgeschaltet wird und daß ein Zurückschalten auf Stereo-Empfang erst nach dem Ende der vorübergehenden Umschaltung erfolgt.