DE2506081C2 - - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft einen FM-Stereodemodulator entsprechend dem Oberbegriff des Anspruchs 1.

Ein FM-Stereodemodulator entsprechend dem Oberbegriff des Anspruchs 1 ist durch die US-PS 36 62 113 bekannt. Bei dieser bekannten Schaltung ist an einem Ausgang des Demodulators ein Koppelkondensator vorgesehen. Hierdurch ergibt sich ein unterschiedlicher Gleichspannungspegel der beiden Stereomischsignale. Dies hat zur Folge, daß durch die Schaltelemente störende Schaltgeräusche erzeugt werden.

Der Erfindung liegt daher die Aufgabe zugrunde, einen FM-Stereodemodulator entsprechend dem Oberbegriff des Anspruchs 1 so auszubilden, daß sich Schwankungen im Gleichspannungspegel der Ausgangssignale des Stereodemodulators (beispielsweise aufgrund von Temperaturänderungen) nicht als pulsierende Störsignale bemerkbar machen.

Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß durch die kennzeichnenden Merkmale des Anspruchs 1 gelöst.

Eine zweckmäßige Ausgestaltung des erfindungsgemäßen FM-Stereodemodulators ist Gegenstand des Anspruchs 2.

Die Erfindung wird nachstehend anhand der Fig. 1 bis 9 beispielsweise erläutert. Es zeigt

Fig. 1 ein Schaltbild einer Ausführungsform der Erfindung,

Fig. 2 ein Beispiel der in der Ausführungsform der Fig. 1 verwendeten Schaltelemente,

Fig. 3A, 3B und 3C Diagramme zur Erläuterung der Arbeitsweise des erfindungsgemäßen Demodulators,

Fig. 4 bis 7 weitere Beispiele von bei der Erfindung verwendeten Schaltelementen und

Fig. 8 und 9 Schaltbilder weiterer Ausführungsformen des in dem FM-Stereodemodulator verwendeten Pegelstellers.

In Fig. 1 stellt ein gestrichelter Block 1 einen Frequenzdiskriminator dar, dessen Eingangsanschlüssen 2 a, 2 b ein ZF-Signal zugeführt wird, das frequenzmoduliert ist mit einem Stereomischsignal, das aus einem Hauptkanalsignal, einem 19-KHz-Pilotsignal und einem Hilfskanalsignal besteht, das auf einen Träger der zweiten Harmonischen des Pilotsignals amplitudenmoduliert ist. Ausgangsanschlüsse 1 a und 1 b liefern zwei Stereomischsignale entgegengesetzter Polarität.

Der Frequenzdiskriminator 1 enthält einen Transformator 4, der aus drei Wicklungen 4 a, 4 b und 4 c besteht. Die beiden Enden der Wicklung 4 a sind mit den Eingangsanschlüssen 2 a und 2 b verbunden, zwischen die ein Kondensator 3 geschaltet ist. Ein Kondensator 5 ist zwischen beiden Enden der Wicklung 4 c geschaltet. Ein Ende der Wicklung 4 b ist mit dem Mittelpunkt der Wicklung 4 c und das andere Ende der Wicklung 4 b ist mit dem Ausgangsanschluß 1 a über einen Widerstand 8 verbunden. Der Ausgangsanschluß 1 a ist mit einem Widerstand 9 verbunden, um ein Signal zur automatischen Frequenzsteuerung (AFC) zu erhalten. Die Wicklungen 4 a, 4 c und die Kondensatoren 3 und 5 bilden zwei Schwingkreise, die an die Trägerfrequenz des Stereomischsignals abgestimmt sind.

Dioden D₁ und D₂ sind in entgegengesetzter Polarität mit den beiden Enden der Wicklung 4 c verbunden; Widerstände 6 und 7 sind mit den Dioden D₁ und D₂ in Reihe geschaltet. Ein Ende der Wicklung 4 c ist über die Reihenschaltung der Diode D₁ des Widerstands 6 und eines Widerstands 13 mit dem Ausgangsanschluß 1 b verbunden, während das andere Ende der Wicklung 4 c über die Reihenschaltung der Diode D₂, des Widerstands 7 und eines Widerstands 14 mit dem Ausgangsanschluß 1 b verbunden ist. Ein Kondensator 12 ist zwischen den Verbindungspunkt der Widerstände 6 und 13 und den Verbindungspunkt der Widerstände 7 und 14 geschaltet. Die beiden Verbindungspunkte sind über Kondensatoren 10 und 11 verbunden. Der Verbindungspunkt zwischen den Kondensatoren 10 und 11 ist über einen Kondensator 16 geerdet und mit dem anderen Ausgangsanschluß 1 a verbunden.

Die Ausgangssignale des Frequenzdiskriminators 1 werden einem Pegelsteller 17 zugeführt, der das Pegelverhältnis der beiden in der Polarität entgegengesetzten Steuermischsignale auf einen vorbestimmten Wert bringt.

Die beiden Stereomischsignale des Frequenzdiskriminators 1 werden einem Stereodemodulatorkreis 45 zugeführt, der ein Stereosignal erzeugt, das aus linken und rechten Tonkanalsignalen besteht. Der Stereodemodulatorkreis 45 besteht aus einem Schaltkreis SWK, dem die Stereomischsignale vom Frequenzdiskriminator 1 zugeführt werden, und einem Hilfsträgersignalgenerator 21, der den Schaltbetrieb des Schaltkreises SWK steuert. Der Schaltkreis SWK besteht aus Schaltelementen SW₁ SW₂ SW₃ und SW₄. Den Schaltelementen SW₁ und SW₂ wird das Stereomischsignal mit der einen Polarität vom Frequenzdiskriminator 1 zugeführt; sie erzeugen linke und rechte Tonkanalsignale und bilden einen ersten Stereodemodulator. Zu diesem Zweck ist der Ausgangsanschluß 1 a des Frequenzdiskriminators 1 über einen Widerstand 20 mit einem Eingangsanschluß t₁₁ des Schaltkreises SWK verbunden, der an die Schaltelemente SW₁ und SW₂ angeschlossen ist. Die Schaltelemente SW₃ und SW₄ bilden einen zweiten Stereodemodulator. Zu diesem Zweck ist der Ausgangsanschluß 1 b des Frequenzdiskriminators 1 über einen Widerstand 19 mit einem Eingangsanschluß t₁₂ des Schaltkreises SWK verbunden, der an die Schaltelemente SW₃ und SW₄ angeschlossen ist. Die Ausgangssignale der Schaltelemente SW₁ und SW₃ werden einem Addierer AD₁ eines Addierkreises AD zugeführt und darin addiert, während die Ausgangssignale der Schaltelemente SW₂ und SW₄ einem Addierer AD₂ des Addierkreises AD zugeführt und dann darin addiert werden. Hierbei sind die Signale der Schaltelemente SW₃ und SW₄ Kompensationssignale, um die in den Kanalausgangssignalen des ersten Stereodemodulators enthaltenden Übersprechkomponenten zu unterdrücken. Mit t₂₁ und t₂₂ sind Ausgangsanschlüsse bezeichnet, die mit den Ausgangsseiten der Addierer AD₁ und AD₂ verbunden sind. Die Ausgangsanschlüsse t₂₁ und t₂₂ sind mit Ausgangsanschlüssen 29 L und 29 R verbunden, an denen linke und rechte Tonkanalsignale erhalten werden. Die Ausgangsanschlüsse 29 L und 29 R sind über Kondensatoren 28 L und 29 R geerdet.

Die Schaltelemente SW₁ bis SW₄ im Schaltkreis SWK werden mit Hilfsträgersignalen des Hilfsträgersignalgenerators 21 derart in den Ein- und Auszustand gesteuert, daß, wenn die Schaltelemente SW₁ und SW₄ geschlossen sind, die Schaltelemente SW₂ und SW₃ offen sind.

Der Hilfsträgersignalgenerator 21 enthält eine phasenverriegelte Schleife PLL und ein Flip-Flop 27. Einem Phasenkomparator 22 wird das Stereomischsignal zugeführt, das an dem Ausgangsanschluß 1 a des Frequenzdiskriminators 1 erscheint. Das Ausgangssignal des Phasenkomparators 22 wird auf ein Tiefpaßfilter 23 gegeben, dessen Ausgangssignal zu einem spannungsgesteuerten Oszillator 24 (mit der Schwingungsfrequenz von 76 KHz bei dieser Ausführungsform) gelangt. Das Ausgangssignal des spannungsgesteuerten Oszillators 24 wird dem Phasenkomparator 22 über Frequenzteiler 25 und 26 zugeführt, die in Reihe geschaltet sind und jeweils die Frequenz halbieren. Das Ausgangssignal des Frequenzteilers 26 wird in dem Phasenkomparator 22 mit dem Stereomischsignal verglichen. Ein Ausgangssignal des Frequenzteilers 25 wird auch auf den Eingangsanschluß 27 a des Flip-Flops 27 gegeben. Das Flip-Flop 27 hat zwei Ausgangsanschlüsse 27 b und 27 c, an denen in der Polarität entgegengesetzte Ausgangssignale Q und erzeugt werden. Das Ausgangssignal Q am Ausgangsanschluß 27 b wird den Schaltelementen SW₁ und SW₄ zugeführt, während das Ausgangssignal am Ausgangsanschluß 27 c den Schaltelementen SW₂ und SW₃ zugeführt wird.

Die Schaltelemente SW₁ bis SW₄ des Schaltkreises SWK bestehen bei diesem Ausführungsbeispiel aus MOS-Feldeffekttransistoren. Die Schaltelemente SW₁ bis SW₄ werden jeweils aus einem N-Kanal-Anreicherungs-MOS-FET Q₁ hergestellt, wie er in Fig. 2 gezeigt ist. In Fig. 2 sind 41 und 42 der Eingangs- und Ausgangsanschluß des Schaltelements. Wenn der N-Kanal-Anreicherungs-MOS-FET Q₁ an seiner Gateelektrode einen positiven Impuls erhält, wie in Fig. 2 gezeigt ist, wird er gesperrt, wenn das Potential bezogen auf seine Sourceelektrode Null ist: er wird jedoch eingeschaltet, wenn das Potential positiv ist.

Als Schaltelemente SW₁ und SW₄ werden aber auch P-Kanal-Anreicherungs- MOS-FET Q₂ verwendet, wie in Fig. 4 gezeigt. Hierbei wird die Polarität eines an die Gateelektrode angelegten Schaltimpulses geändert, wie in Fig. 4 dargestellt.

Anstelle der Verwendung eines in Fig. 2 oder 4 gezeigten MOS-FET für jedes der Schaltelemente SW₁ bis SW₄ können zwei MOS-FETs Q₁ und Q₂, die einen verschiedenen Kanaltyp aufweisen, in Reihe geschaltete als jedes der Schaltelemente SW₁ bis SW₄ verwendet werden (vgl. Fig. 5).

Wie Fig. 6 zeigt können auch zwei MOS-FETs Q₁ und Q₂, die einen verschiedenen Kanaltyp aufweisen und parallel geschaltet sind, als jedes der Schaltelemente SW₁ bis SW₄ verwendet werden.

Schließlich ist für jedes der Schaltelemente SW₁ bis SW₄ auch eine Kombination von MOS-FETs möglich, wie sie Fig. 7 zeigt. Zwei MOS-FETs Q₁ und Q₂ mit verschiedenem Kanal sind parallelgeschaltet; ein weiterer N-Kanal-Anreicherungs-MOS-FET Q₃ ist damit derart verbunden, daß seine Sourceelektrode mit dem Eingangsanschluß 41 und seine Drainelektrode mit dem Substrat des MOS-FETs Q₂ verbunden ist. Hierbei sind die Substratanschlüsse der MOS-FETs Q₁ und Q₃ verbunden.

Die Stereomischsignale, die in der Polarität verschieden sind, ein bestimmtes Pegelverhältnis haben und an den Ausgangsanschlüssen 1 a und 1 b erhalten werden, werden den Eingangsanschlüssen t₁₁ und t₁₂ des Schaltkreises SWK zugeführt. Wenn die Schaltelemente SW₁ und SW₂ des Schaltkreises SWK mit dem Ausgangssignal des Hilfsträgersignalgenerators 21 ein- und ausgeschaltet werden, werden die linken und rechten Tonkanalsignale an den Ausgangsseiten der Schaltelemente SW₁ und SW₂ erhalten. Die jeweiligen linken und rechten Tonkanalsignale enthalten Übersprechkomponenten. Werden die linken und rechten Tonkanalsignalkomponenten mit L und R bezeichnet, so wird das Kanalausgangssignal, das von dem Schaltelement SW₁ erhalten wird, durch 2L + Δ R ausgedrückt, während das Schaltelement SW₂ ein Kanalausgangssignal 2L + Δ L liefert. Wenn das Schaltelement SW₁ eingeschaltet ist, ist das Schaltelement SW₃ ausgeschaltet; wenn das Schaltelement SW₁ ausgeschaltet ist, ist das Schaltelement SW₃ eingeschaltet. Wenn der Pegelsteller 17 in geeigneter Weise eingestellt wird, kann von dem Schaltelement SW₃ ein Kompensationssignal Δ R abgenommen werden, das die Δ R-Komponente in dem linken Kanalausgangssignal 2L + Δ R beseitigt. In gleicher Weise wird an dem rechten Ausgangsanschluß 29R das rechte Tonkanalsignal 2R ohne Übersprechkomponente erhalten.

Da bei dem erläuterten Ausführungsbeispiel die Schaltelemente SW₁ bis SW₄ aus FETs bestehen, werden beim Ein- und Ausschalten infolge der Streukapazität zwischen den jeweiligen Elektroden der FETs differenzierte Impulse erzeugt. Zum Beispiel wird unmittelbar nachdem der MOS-FET Q₁ (Fig. 2) eingeschaltet wird, ein positiver differenzierter Impuls 60 (Fig. 3A) erzeugt; unmittelbar nachdem der MOS-FET Q₁ ausgeschaltet wird, wird ein negativer differenzierter Impuls 61 (Fig. 3A) erzeugt. Außerdem wird unmittelbar nachdem der MOS-FET Q₁ von dem Ein- in den Aus-Zustand übergeht, ein negativer differenzierter Impuls 62 erzeugt (Fig. 3B); unmittelbar nachdem er von dem Aus- in den Ein- Zustand übergeht, wird ein positiver differenzierter Impuls 63 (Fig. 3B) erzeugt.

Die Schaltelemente SW₁ bis SW₄ des Schaltkreises SWK werden derart gesteuert, daß in dem Schaltkreis SWK die Schaltelemente SW₁ und SW₃ ein Paar und die Schaltelemente SW₂ und SW₄ ein weiteres Paar bilden, und daß in den jeweiligen Paaren, wenn eines der Schaltelemente eingeschaltet ist, das andere ausgeschaltet ist und umgekehrt. Wenn daher die jeweiligen FETs ein- und ausgeschaltet werden, werden die in Fig. 3A und 3B gezeigten Impulse von den jeweiligen FETs erzeugt; diese Impulse werden jedoch in den Addierern AD₁ und AD₂ addiert und damit in ihrem Pegel verringert, wie Fig. 3C bei 64 und 65 zeigt.

Der Pegelsteller 17 ist derart ausgebildet, daß die beiden Stereomischsignale verschiedener Polaritäten nur im Gleichspannungspegel gleichgemacht werden, im Wechselspannungspegel jedoch verschieden sind. Aus Ausgangsanschlüsse 1 a und 1 b des Frequenzdiskriminators 1 sind über Widerstände 31 und 30 mit gleichem Widerstandswert geerdet; der Ausgangsanschluß 1 b ist über eine Reihenschaltung eines veränderbaren Widerstandes 32 und eines Kondensators 33 geerdet.

Im Pegelsteller 17 werden die Stereomischsignale, die an den Ausgangsanschlüssen 1 a und 1 b des Frequenzdiskriminators 1 erscheinen, durch die Widerstände 31 und 30 im Gleichspannungspegel gleich gemacht, jedoch durch Einstellung des veränderbaren Widerstandes 32 im Wechselspannungspegel auf ein bestimmtes Pegelverhältnis gebracht. Da der Kondensator 33 zu dem veränderbaren Widerstand 32 in Reihe geschaltet ist, wird der Gleichspannungspegel der Stereomischsignale durch Einstellung des veränderbaren Widerstandes 32 nicht geändert.

Anhand der Fig. 8 und 9 werden nun weiter Ausführungsformen des Pegelstellers 17 beschrieben, die in der Schaltung Fig. 1 verwendbar sind.

Bei der Ausführungsform der Fig. 8 ist eine Reihenschaltung eines Widerstandes 51 und eines veränderbaren Widerstandes 50 mit einem Schleifkontakt zwischen die Ausgangsanschlüsse 1 a und 1 b geschaltet und der Schleifkontakt des veränderbaren Widerstandes 50 ist über den Kondensator 33 geerdet.

Bei der Ausführungsform der Fig. 9 ist ein Widerstand 52 in Reihe zwischen den Widerstand 30 und den veränderbaren Widerstand 32 geschaltet. Hierbei werden die Stereomischsignale im Pegelverhältnis durch den veränderbaren Widerstand 32 und den Kondensator 33 eingestellt.

Die Schaltelemente SW₁ bis SW₄ des Schaltkreises SWK sind nicht auf MOS-FETs beschränkt; es können auch Schaltelemente, wie Sperrschicht-FETs, bipolare Transistoren oder dergleichen verwendet werden.

Claims (3)

1. FM-Stereodemodulator, enthaltend

• a) einen Frequenzdiskriminator (1), der an seinen Ausgängen (1 a, 1 b) zwei Stereomischsignale entgegengesetzter Polarität liefert,
• b) einen ersten Stereodemodulator (SW₁, SW₂), der mit dem einen Stereomischsignal gespeist wird und zwei Kanalausgangssignale (2L + Δ L, 2R + Δ R) erzeugt, die beide eine Übersprechkomponente enthalten,
• c) eine Einrichtung (17, SW₃, SW₄) zur Erzeugung von Kompensationssignalen für die Übersprechkomponenten, mit einem Pegelsteller (17) zur Einstellung des für die Kompensation der Übersprechkomponenten erforderlichen Wechselspannungspegels der Kompensationssignale,
• d) eine Einrichtung (AD₁, AD₂) zur Kombination der Kanalausgangssignale des ersten Stereodemodulators (SW₁, SW₃) mit den Kompensationssignalen,

gekennzeichnet durch folgende Merkmale:

• e) eine Einrichtung (17, SW₃, SW₄) zur Erzeugung von Kompensationssignalen enthält einen zweiten Stereodemodulator (SW₃, SW₄), der mit dem anderen Stereomischsignal gespeist wird,
• f) der Pegelsteller (17) ist so ausgebildet, daß er einen unterschiedlichen Wechselspannungspegel bei gleichem Gleichspannungspegel der beiden Stereomischsignale erzeugt.

2. FM-Stereodemodulator nach Anspruch 1, gekennzeichnet durch folgende Bauteile des Pegelstellers (17):

• a) zwei zwischen die beiden Ausgänge (1 a, 1 b) des Frequenzdiskriminators (1) in Reihe geschaltete Widerstände (30, 31) von gleichem Widerstandswert, deren Verbindungspunkt an Masse liegt,
• b) eine aus dem Kondensator (33) und einem veränderbaren Widerstand (32) bestehende Reihenschaltung, die zwischen dem einen Ausgang (1 b) des Frequenzdiskriminators (1) und Masse angeordnet ist.