DE2619440C2 - Kompatibler AM-Stereo-Empfänger - Google Patents

Description

• Die Erfindung betrifft einen kompatiblen AM-Stereoempfänger zum Empfang einer Trägerwelle, die mit dem Stereo-Summensignal amplitudenmoduliert und mit dem Stereodifferenzsignal phasenmoduliert ist, nach dem Oberbegriff des Patentanspruches 1.
• Bei einem derartigen AM-Stereoempfänger (DE-AS 14 16 141) treten wegen der multiplikativen Arbeitsweise des Codierers des Senders, die sich dadurch ergibt, daß auf die Phasenmodulation eine Amplitudenmodulation folgt, im Stereodifferenzkanal Verzerrungen auf. Bei dem bekannten AM-Stereoempfänger wird durch einen Begrenzer die gesamte Amplitudenmodulation aus dem Eingangssignal des Phasen-Demodulators entfernt. Die vollständige Entfernung der Amplitudenmodulation aus dem Eingangssignal des Phasen-Demodulators ist jedoch wegen der vorhandenen multiplikativen Therme nicht geeignet, alle wesentlichen Verzerrungen zu beseitigen.
• Es ist ferner ein kompatibles AM-Stereosystem bekannt (US-PS 31 02 167), bei dem eine angenäherte Quadratur-Modulationstechnik verwendet wird. Zur Verringerung der monophonen Verzerrung wird bei diesem System ein relativer Phasenwinkel zwischen dem Träger und den Seitenbändern von ±25° bis 30° verwendet, wobei die beiden Kanalsignale unter Verwendung einer phasenversetzten Trägerwelle mit angehobenem Trägeranteil und Produktmodulation, jedoch ohne Kombination der demodulierten Signale, entwickelt werden. Auch hierbei gelingt es nicht, alle wesentlichen Verzerrungen im Stereodifferenzkanal zu vermeiden.
• Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, diese Verzerrungen im Stereodifferenzkanal zu verringern.
• Diese Aufgabe wird durch die kennzeichnenden Merkmale des Patentanspruches 1 gelöst.
• Bevorzugte Ausgestaltungen der Erfindung sind Gegenstand der Unteransprüche.
• Bei einer dieser bevorzugten Ausgestaltungen der Erfindung wird der Träger der empfangenen modulierten Trägerwelle vor der Amplitudenmodulation angehoben, z. B. mittels einer phasenverriegelten Schaltung. Hierbei tritt praktisch keine Phasenmodulationsverzerrung auf; das Stereodifferenzsignal, das aus dem angehobenen Träger abgeleitet wird, enthält auch dann keine Rauschimpulse, wenn der empfangene Träger vollständig moduliert ist.
• Ausführungsbeispiele der Erfindung werden nachfolgend anhand der Zeichnung näher erläutert.
• Fig. 1 zeigt in einem Blockdiagramm einen kompatiblen AM- Stereoempfänger und in diesem Empfänger ist eine Anhebung des Trägeranteils in der amplitudenphasenmodulierten Trägerwelle vor dem Phasendemodulator vorgesehen, wozu der Empfänger eine Träger-Nachlaufschaltung mit Trägerselektion durch eine phasenverriegelte Schaltung aufweist. Als AM-Demodulator dient ein Hüllkurvendetektor zur Ableitung des Stereo-Summensignals (L + R). Die Gegenmodulation der amplituden- und phasenmodulierten Trägerwelle mit angehobenen Trägeranteil erfolgt entweder durch die Grundschwingung der Hüllkurve oder durch die Grundschwingung und Oberschwingungen, die aus der empfangenen Trägerhüllkurve abgeleitet sind. Als Phasenmodulator dient ein Quadratur-Demodulator, dem das amplituden-gegenmodulierte Signal mit angehobenem Trägeranteil zur Ableitung eines Stereo-Differenzsignals (L - R) niedriger Verzerrung zugeführt wird. Der in Fig. 1 dargestellte Empfänger besitzt ferner eine Demodulationseinrichtung für einen Infraschallton und elektronische Schalteinrichtungen, die auf diesen ansprechen und automatisch die Betriebsweise des Empfängers ändern.
• Fig. 2 zeigt in einem Blockdiagramm eine modifizierte Amplituden-Gegenmodulation der amplituden- und phasenmodulierten Trägerwelle mit angehobenem Trägeranteil mit der aus der Hüllkurve abgeleiteten Grundschwingung und ebensolchen Komponenten der ersten Oberschwingunng zur Verriegelung der Signalverzerrung. Die Schaltung enthält in diesem Ausführungsbeispiel getrennte Amplitudenmodulatoren für die Hüllkurvengrundschwingung und deren erste Oberschwingung.
• Fig. 3 zeigt in einem Blockdiagramm eine weitere Möglichkeit der Amplituden-Gegenmodulation der phasenmodulierten angehobenen Trägerwelle zur weiteren Verringerung der Verzerrung des Stereo-Differenzsignals (L - R). Nach diesem Ausführungsbeispiel ist eine zusätzliche Amplitudenmodulation der amplituden- und phasenmodulierten Trägerwelle mit angehobenem Trägeranteil mit aus der Hüllkurve abgeleiteten Komponenten der ersten und zweiten Oberschwingung und ebenso der Grundschwingung der Hüllkurve vorgesehen.
• Fig. 4 ist eine Darstellung des Spektrums des empfangenen Signals mit angehobenem Trägeranteil, wie es in Fig. 1 beim Eingang 26 des Amplitudenmodulators 28 auftritt, und zwar für den Fall, daß die empfangene Trägerwelle in einem Stereokanal (L) vollständig moduliert ist ( Phasenmodulation von 0,5 Radiant und Amplitudenmodulation von 50%), im anderen Stereokanal (R) dagegen keine Stereomodulation aufweist.
• Fig. 5 ist ein Diagramm des Ausgangssignalsspektrums des Amplitudenmodulators, wie es in Fig. 1 bei 48 auftritt, und ansonsten dem in Fig. 4 gezeigten Spektrum des empfangenen Signals entspricht. Die Gegenmodulation ist sowohl mit der Grundschwingung, als auch mit der ersten Oberschwingung der Hüllkurve der empfangenen Trägerwelle erfolgt.
• Fig. 6 zeigt in einem Blockdiagramm im Detail ein Beispiel einer Träger-Nachlaufschaltung, wie sie in Fig. 1 verwendet wird;
• Fig. 7 zeigt im Detail einen abgeänderten Teil der in Fig. 6 gezeigten Schaltung.
• Fig. 8 zeigt im Blockdiagramm eine andere Ausführungsform des in Fig. 1 gezeigten Empfängers, wobei statt des Hüllkurvendetektors eine Produkt-Demodulator als AM-Demodulator, der das L + L-Signal ableitet, verwendet wird.
• In Fig. 1 ist die Antenne 10 über eine Leitung 12 mit einer herkömmlichen HF-ZF- Superhet-Schaltung 14 verbunden, die ein Zwischenfrequenz Ausgangssignal 16 erzeugt, von dem ein Teil zu einem AM- Demodulator 18 geführt wird, z. B. einem Hüllkurvendetektor, als welcher sich ein herkömmlicher Dioden-Detektor eignet. Das ZF-Ausgangssignal 16 wird zur Trägerselektion ohne Einführung von Phasenverzerrung auch zu einer Träger-Nachlaufschaltung 20 geführt, z. B. einer an sich bekannten phasenverriegelten Schaltung (PLL).
• Das Ausgangssignal 22 der Träger-Nachlaufschaltung 20 ist kennzeichnend für den Trägeranteil der empfangenen Trägerwelle und wird zu der Summierschaltung 24 geführt, in der dieses Ausgangssignal 22 der empfangenen Trägerwelle (bei ZF) hinzugefügt wird. Ein Teil des Ausgangssignals 16 der HF/ ZF-Stufen 14 wird ebenfalls als ein Eingangssignal zu der Summierschaltung 24 geführt. Das Ausgangssignal 26 der Summierschaltung 24 weist eine derartige Trägeranhebung auf, daß der angehobene Trägeranteil etwa die Hälfte höher ist als der empfangene Trägeranteil, d. h. in dem speziellen dargestellten Beispiel eine relative Spannung von 1,5 Volt im Vergleich zu einem relativen Trägerpegel in dem empfangenen Signal von 0,9415 Volt besitzt, wie es in Fig. 4 beispielhaft dargestellt ist. Dieses Signal mit Trägeranhebung eignet sich besser zur Phasendemodulation (nachdem es in dem Amplitudenmodulator 28, wie nachfolgend im einzelnen erläutert wird, amplituden-gegenmoduliert wurde), da das Signal mit Trägeranhebung keine momentane Nullamplitude, d. h. negative 100prozentige Modulation, besitzen kann.
• Das Ausgangssignal 22 der Träger-Nachlaufschaltung 20 wird ferner einem Phasenschieber 30 zugeführt, das die Trägerphase um 90° versetzt. Das Ausgangssignal 32 des Phasenschiebers 30 wird dann dem Produktdemodulator 34 zugeführt. Der Phasenschieber 30 und der Produktdemodulator 34 bilden zusammen einen an sich bekannten Quadratur-Demodulator 36. Der Phasenschieber 30 kann von herkömmlicher Bauart sein, s. "Radio Engineer Handbook", Keith Henny, 5. Ausgabe, McGraw-Hill Company, New York, New York, 1959, Kapitel 12, und Seiten 16-52.
• Das Ausgangssignal 38 des AM-Demodulators 18 ist die Amplitudenmodulations-Hüllkurve der empfangenen Trägerwelle und ist insbesondere die Grundschwingung davon, da die Amplitudenmodulations-Hüllkurve bei dieser Art von AM-Stereoübertragung eine im wesentlichen verzerrungsfreie Wiedergabe des Stereo-Summensignals (L + R) in den Seitenbändern der empfangenen Trägerwelle ergibt. Dieses Ausgangssignal 38 wird zu dem Verstärker 40 geführt, und das verstärkte Ausgangssignal 42 liegt an dem Summierschaltkreis 44 an, der dann das Niederfrequenz- (Gegenmoduliersignal 46) für die Amplitudenmodulation der amplituden- und phasenmodulierten Trägerwelle (Ausgangssignal 26) in dem Amplitudenmodulator 28 liefert. Das Ausgangssignal 48 des Amplitudenmodulators 28 ist das amplituden-gegenmodulierte Signal mit angehobenem Trägeranteil. Es ist das zweite Eingangssignal des Produktdemodulators 34 in dem Quadratur-Demodulator 36.
• Die zusätzlich auf die Trägerwelle in dem Amplitudenmodulator 28 aufgebrachte Amplitudenmodulation verringert die Verzerrung wesentlich, die ansonsten im Ausgangssignal 50 des Quadratur-Demodulators 36 auftreten würde. Wird die Hüllkurven-Grundschwingung (Ausgangssignal 38) als das einzige Eingangssignal des Amplitudenmodulators 28 verwendet (dieser Betriebszustand wird dadurch verwirklicht, daß ein Schalter 52 offengelassen wird), so wird die Verzerrung in dem demodulierten Ausgangssignal 50 bis auf etwa 4% verringert ( Vergleichsbasis ist hier und nachfolgend die Spannung). Wenn eine weitere Verringerung des Klirrfaktors in dem Stereo-Differenzsignal (L -R) gewünscht wird, so kann durch Schließen des Schalters 52 der Frequenzverdoppler 54 eingeschaltet werden. Bei dieser Arbeitsweise ist das Ausgangssignal 56 des Frequenzverdopplers 54 in der Summierschaltung 44 mit der Hüllkurven-Grundschwingung (Ausgangssignal 42) vereinigt, wodurch sowohl Grundschwingungs- als auch Oberschwingungs-Hüllkurvenkomponenten als Gegenmoduliersignal 46 am Modulationseingang des Amplitudenmodulators 28 vorliegen und sich eine weitere Verringerung der Verzerrung ergibt. Das näherungsweise Optimum des Grades der Amplitudenmodulation in dem Amplitudenmodulator 28 beträgt bei der Modulation mit der Grundschwingung etwa 26% und bei der Modulation mit der ersten Oberschwingung etwa 8% der gesamten Modulationsspannung. Bei diesen Werten für die Amplituden-Gegenmodulation ist der gesamte Klirrfaktor zweiter oder höherer Ordnung, der in dem Ausgangssignal 50 des Quadratur-Demodulators 36 auftritt, auf etwa 0,8% reduziert.
• Eine an sich bekannte Phasenschieberschaltung wird zum Vereinigen des Stereo-Differenz-Ausgangssignals (L - R) 50 mit dem Hüllkurven-Grundschwingungs-Ausgangssignal (L + R) 38 verwendet, um in an sich bekannter Weise weitgehend verzerrungsfreie Stereosignale (L und R) zu erzeugen.
• Der in Fig. 1 gezeigte Empfänger spricht auf einen Infraschall-Kennton der Trägerwelle an, zeigt das Vorhandensein eines Stereosignals an und kann selbstätig den Empfänger auf Stereo-Arbeitsweise einstellen. Das Umschalten des Empfängers wird mittels eines elektronischen Schalters 58 erreicht. Im geschlossenen Zustand verbindet der elektronische Schalter 58 das Quadratur-Demodulator-Ausgangssignal 50 mit einem Φ - 45°-Phasenschieber 60, dessen Ausgangssignal 62 zu der Summierschaltung 64 und der Differenzschaltung 66 geführt wird. Das Stereosummensignal (L + R), das als AM-Demodulator-Ausgangssignal 38 auftritt, wird in gleicher Weise einem zugeordneten Φ + 45°-Phasenschieber 68 zugeführt, dessen Ausgangssignal 70 ebenfalls zu den Summier- und Differenzschaltungen 64, 66 geführt wird. Wie angegeben, sind die Phasenschieber 60 und 68 ein Phasenschieberpaar (Φ - 45° und Φ + 45°), das von bekannter Bauart ist und eine konstante relative Phasendifferenz von im wesentlichen 90 Grad innerhalb des wirksamen Hörfrequenzbereiches liefert und konstante Signalamplituden beibehält. Bei dieser Bauart erzeugt im allgemeinen die Summierschaltung 64 das Stereosignal des linken oder L-Kanals für den L-Lautsprecher 69. In ähnlicher Weise erzeugt die Differenzschaltung 66 das Stereosignal des rechten oder R-Kanals für den R-Lautsprecher 71. Wie bekannt, tritt stereophonisch nicht unterscheidbare Information in den empfangenen Signalseitenbändern (d. h. ein monophones Signal) einfach als doppelte Seitenbänder erster Ordnung in der empfangenen Trägerwelle auf, d. h. tritt als herkömmliche Doppelseitenband-Amplitudenmodulation auf und erscheint als Teil der demodulierten Hüllkurve und treibt sowohl den L-Lautsprecher 69 als auch den R-Lautsprecher 71 monophon.
• Der elektronische Schalter 58 wird durch den Stereo-Kennton (z. B. 15 Hz) gesteuert, der als Modulation des empfangenen Signals auftritt. Wird der Kennton durch Amplitudenmodulation der Trägerwelle gesendet, so ist der Schalter 72 in Fig. 1 in der richtigen Stellung für das Ansprechen auf die Stereo-Kennung dargestellt, da die Infraschall-Hüllkurvenkomponente, die in dem AM-Demodulator-Ausgangssignal 38 auftritt, durch den Schalter 72 zu dem Bandpaßfilter 74 geführt wird, der das isolierte Infraschall- Ausgangssignal 76 zu dem Verstärker 78 führt, dessen Ausgangssignal 80 die Stereo-Anzeige 82 steuert. Das Ausgangssignal 80 wird auch dem Detektor 84 zugeführt, der ein Gleichspannungssignal am Ausgang 86 erzeugt, das den elektronischen Schalter 58 schließt, wenn der Stereo-Kennton vorhanden ist.
• Mit dem Infraschallton, der das Vorhandensein eines Stereosignals anzeigt, kann die Trägerwelle auch phasenmoduliert sein. Bei dieser Arbeitsweise enthält der Quadratur-Demodulator 36 des in Fig. 1 gezeigten Empfängers als Teil seines Ausgangssignals 50 den Stereo-Kennton und ist der Schalter 72 in seine zweite Position 72&min; gelegt, um das Ausgangssignal 50 an das Bandpaßfilter 74 zu geben, wobei das Ausgangssignal 76 die Stereo-Anzeige 82 und den elektronischen Schalter 58 in der gleichen Weise wie oben angegeben steuert. Wenn zur Modulation des Trägers mit dem Infraschallton Phasenmodulation oder dergleichen (z. B. Quadratur-Modulation) verwendet wird, so muß die Träger-Nachlaufschaltung 20 in ihrem Ausgangssignal 22 genügend schmal sein, damit sie nicht der Infraschallmodulation des Trägers folgt. Wenn sie folgen würde, so wäre nämlich der Infraschallton stark gedämpft und die Stereo-Ansprechschaltung der elektronische Schalter 58 würde öffnen. In Fig. 1 ist ferner ein Handschalter 88 gezeigt, der geschlossen wird, falls der Empfänger nur für Stereo-Empfang verwendet werden soll. Bei dieser Arbeitsweise mit geschlossenem Handschalter 88 sind der Schalter 72, das Bandpaßfilter 74, der Verstärker 78, die Stereo-Anzeige 82, der Detektor 84 und der elektronische Schalter 58 unnötig, da der Handschalter 88 das Ausgangssignal 50 des Produkt-Demodulators 34 und den zugeordneten Phasenschieber 60 unmittelbar verbindet.
• Fig. 2 zeigt einen Teil einer modifizierten Form des AM- Stereo-Empfängers, wobei die Empfängerschaltung, abgesehen von dem in Fig. 2 gezeigten und unten erläuterten Teil, Fig. 1 entspricht. Gemäß Fig. 2 besitzt die modifizierte Schaltung anstatt des einen Amplitudenmodulators 28 von Fig. 1 zwei Amplitudenmodulatoren 28&min; und 28&min;&min;. Der Verstärker 40, dessen Eingangssignal das Ausgangssignal 38 des AM-Demodulators 18 ist, führt die Grundschwingungskomponente (Ausgangssignal 42) (wie in Fig. 1) dem ersten Amplitudenmodulator 28&min; zu. Bei dieser modifizierten Schaltung ist das Ausgangssignal des ersten Amplitudenmodulators 28&min; das Eingangssignal 90 für den zweiten Amplitudenmodulator 28&min;&min;, und es wird ein zusätzliches Niederfrequenz-Eingangssignal 92 für den Amplitudenmodulator 28&min;&min; aus dem Frequenzverdoppler 54 abgeleitet. Das Gegenmoduliersignal wird hierbei also durch das Ausgangssignal 42 des Verstärkers 40 in Verbindung mit dem Ausgangssignal (NF-Eingangssignal 92) des Frequenzverdopplers 54 gebildet. Das Ausgangssignal 94 des zweiten Amplitudenmodulators 28&min;&min; ist dann das Eingangssignal des Produkt-Demodulators 34. Diese Anordnung erfordert zwar einen zweiten Amplitudenmodulator 28&min;&min;, bewirkt jedoch eine etwas geringere Verzerrung als die in Fig. 1 gezeigte Schaltung.
• Fig. 3 zeigt eine modifizierte Amplituden-Gegenmodulationsschaltung, die die Verzerrung in dem demodulierten Stereo-Differenzsignal noch unter die der in Fig. 2 gezeigten Schaltung drückt. Bei der Schaltung von Fig. 3 wird das Ausgangssignal 42 des Verstärkers 40 zu dem Frequenzverdoppler 54 (wie in Fig. 1) geführt, dessen Ausgangssignal 56 (wiederum so wie in Fig. 1) der Summierschaltung 44&min; zugeführt wird. Die Arbeitsweise des Verstärkers 40 und des Frequenzverdopplers 54, dessen Ausgangssignal 56 in der Summierschaltung 44&min; mit dem Grundschwingungs-Ausgangssignal 42 vereinigt wird, ist die gleiche wie bei der Schaltung von Fig. 1, wenn der Schalter 52 geschlossen ist. In Fig. 3 wird jedoch von einer weiteren Hüllkurven-Grundschwingungskomponente des Verstärkers 40 Gebrauch gemacht, der mit einem Frequenzverdreifacher 96 verbunden ist, dessen Ausgangssignal 98 ebenfalls zu der Summierschaltung 44&min; geführt wird und mit den Ausgangssignalen 42 und 56 des Verstärkers 40 und des Frequenzverdopplers 54 vereinigt wird. Von der Summierschaltung 44&min; wird das Gegenmoduliersignal 46&min; dem Amplitudenmodulator 28 zugeführt. Das Gegenmoduliersignal 46&min; ist weitgehend frei vo den Seitenbandkomponenten vierter Ordnung, die ansonsten eine Verzerrung in dem Stereo-Differenzsignal verursachen würden (z. B. bei dem Ausgangssignal 50 des Quadratur-Demodulators 36 in Fig. 1).
• Bei den vorausgehend beschriebenen Ausführungsbeispielen, wird die Stereosignalverzerrung durch Verwendung einer oder mehrerer Komponenten verringert, die aus der Hüllkurve der empfangenen Trägerwelle zur Gegenmodulation des Trägers abgeleitet werden. Dabei werden unerwünschte Spektralkomponenten, die eine Verzerrung hervorrufen würden, wenn das Stereo-Differenzsignal durch den Quadratur- Demodulator 36 oder ähnliche Einrichtungen demoduliert wird, vollständig oder nahezu vollständig unterdrückt.
• Fig. 4 zeigt schematisch das Spektrum der amplituden- und phasenmodulierten Trägerwelle, die durch den in Fig. 1 gezeigten Empfänger empfangen wird, wobei der Trägeranteil durch die Träger-Nachlaufschaltung 20 vergrößert ist. Bei dem hier gezeigten Spektrum des empfangenen Signals ist die Trägerwelle in dem einen Stereokanal (L) vollständig moduliert und in dem anderen Stereo-Kanal (R) nicht moduliert.
• Die theoretische Analyse zeigt, daß die Demodulation dieses Signals durch einen Quadratur-Demodulator und ohne jede zusätzliche Amplitudenmodulation, d. h. wenn das empfangene Signal mit dem einen vergrößerten Trägeranteil aufweisenden Ausgangssignal 26 in Fig. 1 ohne jede zusätzliche Modulation in dem Amplitudenmodulator 28 umittelbar dem Produkt-Demodulator 34 zugeführt würde, ein Stereo-Differenzausgangssignal 50 liefert, das einen Klirrfaktor zweiter Ordnung von etwa 13% (genau 13,05%) und einen Klirrfaktor dritter Ordnung von 2,5% (genau 2,33%) aufweist. Wenn eine Amplituden-Gegenmodulation zur nahezu vollständigen Beseitigung des Klirrfaktors zweiter Ordnung verwendet werden soll, so zeigen theroretische Überlegungen, daß das Gegenmoduliersignal 46 den Modulationsgrad der amplituden- und phasenmodulierten Trägerwelle um etwa 26% verringern soll. Wird das Gegenmoduliersignal 46 von der Grundschwingung abgeleitet (d. h. der Schalter 52 in Fig. 1 ist geöffnet und das Ausgangssignal 42 des Verstärkers 40 ist über die Summierschaltung 44 a den Eingang des Amplitudenmodulators 28 gelegt), so wird der Klirrfaktor zweiter Ordnung auf etwa 0,30% reduziert und beträgt der kubische Klirrfaktor etwa 4,1%. Obwohl ein solcher Wert des kubischen Klirrfaktors tolerierbar ist, ist es wünschenswert, den kubischen Klirrfaktor ebenfalls zu reduzieren. Dies kann bei dem in Fig. 1 gezeigten Empfänger durch Schließen des Schalters 52 geschehen, wodurch eine frequenzverdoppelte Hüllkurvenkomponente (das ist eine Komponente der ersten Oberschwingung der Hüllkurve) dem Gegenmoduliersignal 46 des Amplitudenmodulators 28 hinzugefügt wird. In einem Beispiel mit einem Grundschwingungsanteil (im Ausgangssignal 42) von etwa 26% und einem Anteil der ersten Oberschwingung im Ausgangssignal 56 des Frequenzdopplers (54) von etwa 8% besitzt die amplituden-gegenmodulierte, phasenmodulierte angehobene Trägerwelle, wie sie als Ausgangssignal 48 des Amplitudenmodulators 28 auftritt, die in Fig. 5 gezeigte spektrale Verteilung. Bei einer solchen Anwendung der Amplituden-Gegenmodulation der Grundschwingung und ersten Oberschwingung betrug bei dem zitierten speziellen Beispiel der Klirrfaktor zweiter Ordnung 0,295%, der Klirrfaktor dritter Ordnung 0,145% und Klirrfaktor vierter Ordnung 0,725%.
• Bei den anhand von Fig. 2 bereits erläuterten Amplituden-Gegenmodulieren der Trägerwelle mit einem sowohl aus der Grundschwingung als auch aus der ersten Oberschwingung abgeleiteten Gegenmoduliersignal erfolgt die Modulation der Trägerwelle mit der Grundschwingung in einem ersten Amplitudenmodulator 28&min; und mit der ersten Oberschwingung der Hüllkurve in einem zweiten Amplitudenmodulator 28&min;&min;. Untersuchungen haben ergeben, daß die Verwendung getrennter Amplitudenmodulatorstufen für die Grundschwingungsanteil- und den Anteil der ersten Oberschwingung zu einer etwas geringeren Verzerrung im Vergleich zur Verwendung eines einzigen Amplitudenmodulators, wie in Fig. 1, führt.
• Eine Möglichkeit der weiteren Verzerrungsverringerung im Stereo-Differenzsignal 50 in Fig. 1 zeigt Fig. 3, wobei ein Frequenzverdreifacher 96 und ein Frequenzverdoppler 54 entsprechende Oberschwingungs- Ausgangssignale 98 und 56 liefern, die in der Summierschaltung 44&min; zur weiteren Verringerung der Verzerrung mit dem Grundschwingungs-Hüllkurvenausgangssignal 42 vereinigt werden.
• Die Verringerung der Verzerrungen höherer Ordnung kann durch Anteile von Oberschwingungen entsprechend höherer Ordnung am Gegenmoduliersignal weiter verbessert werden. Die Verringerung der Verzerrung durch Gegenmodulation der modulierten Trägerwelle mit Grundschwingungs- und Oberschwingungskomponenten der Hüllkurve der empfangenen Trägerwelle und verschiedener Relativwerte läßt zur Erreichung des angestrebten Zieles viele Kombinationen von Schwingungskomponenten unterschiedlich hoher Anteile zu.
• Fig. 6 zeigt im Detail eine Träger-Nachlauf- Schaltung 20 der in Fig. 1 verwendeten Bauart. Geht man davon aus, daß ein Empfänger Trägerfrequenzfehlern und einer Trägerfrequenzdrift im Bereich von etwa ±800 Hz folgen oder nachlaufen muß, so erfordert ein guter Träger-Nachlauf zur Realisierung einer Trägerwelle mit angehobenem Trägeranteil ohne wesentliche Phasenverzerrung, daß die Träger-Nachlaufschaltung wesentlich schmäler als ±800 Hz ist, da ein solcher Durchlaßbereich zusätzlich zu dem gewünschten Träger viele Seitenbandsignalkomponenten durchlassen würde, insbesondere da diese Seitenbandkomponenten im Stereobetrieb nicht notwendigerweise symmetrisch sind und die Träger-Nachlaufschaltung 20 der sich ergebenden Phasenmodulationskomponenten des Stereosignals folgen würde, anstatt nur den Träger durchzulassen, wenn der Durchlaßbereich zu breit ist. Die in Fig. 6 gezeigte Träger- Nachlaufschaltung führt aus diesem Grunde das Eingangssignal 16 der empfangenen Trägerwelle zuerst einer ersten phasenverriegelten Schaltung (PLL A) 100 zu, die einen Durchlaßbereich von ±800 Hz besitzt. Das Ausgangssignal 102 der phasenverriegelten Schaltung 100 wird dann einem Frequenzteiler 104 zugeführt, in dem die Frequenz des Trägers durch eine geeignete ganze Zahl, z. B. 16, geteilt wird. Die Frequenzteilung dient dazu, auch den Frequenzfehler durch eine gleiche Größe zu teilen (die Seitenbänder werden dabei jedoch nicht näher zusammengeschoben, da der Seitenbandabstand durch Frequenzteilung oder Frequenzvervielfachung nicht geändert wird). Mit dem Träger und jedem Frequenzfehler durch die gewählte ganze Zahl geteilt, wird das Ausgangssignal 106 verringerter Frequenz einer zweiten phasenverriegelten Schaltung (PLL B) 108 zugeführt, die in dem gewählten Beispiel einen Durchlaßbereich von ±50 Hz besitzt und als ein Träger-Nachlauffilter (das ist ein Bandpaßfilter, dessen Mittenfrequenz dem Mittelwert der Frequenz des Eingangssignals entspricht wirkt), jedoch ausreichend schmal ist, um keinen wesentlichen Betrag an Seitenbandmodulation durchzulassen, so daß das gefilterte Ausgangssignal 110 im wesentlichen nur aus einer subharmonischen des zu isolierenden Trägers besteht. Zur Isolierung der ursprünglichen Trägerfrequenz wird das gefilterte Ausgangssignal 110 dann zu einem Frequenzvervielfacher 112 geführt, in dem es mit einer geeigneten ganzen Zahl multipliziert wird (im gewählten Beispiel mit 16) und der das Ausgangssignal 22 liefert, das der gewünschte Träger bei der empfangenen Trägerfrequenz ist und das der Summierschaltung 24 und dem Phasenschieber 30 (Fig. 1) zugeführt wird.
• Die Träger-Nachlaufschaltung 20 soll allgemein eine Bandbreite besitzen, die den erwarteten Frequenzdriften in dem Sender und Empfänger folgen kann. Dies läßt sich in manchen Fällen nicht mit der Verwendung von Phasenmodulation für den Infraschallton vereinbaren. Aus diesem Grund wird der Träger vorzugsweise mit diesem Kennton amplitudenmoduliert, wodurch jede Schwierigkeit der Träger-Nachlaufschaltung 20 beim Verfolgen des Infraschall-Kenntones vermieden wird.
• Da die Frequenzteilung in dem Frequenzteiler 104 stattfindet, ist es notwendig, die Phase des Ausgangssignales 22 mit der Phase der empfangenen Trägerwelle zu vergleichen. In Fig. 6 geschieht dies dadurch, daß ein Teil des Ausgangssignales 22 zu einem Phasendetektor 114 gelangt und ein Tiefpaßfilter (TPF) 116 mit einer typischen Zeitkonstante von 15 Millisekunden durchläuft, wodurch eine Steuerspannung 118 für die phasenverriegelte Schaltung 100 geliefert wird. Das Ausgangssignal 22 wird bezüglich der Phase im Phasendetektor 114 mit der Phase des Signals 16 verglichen und die Steuerspannung 118 des Phasendetektors 114 korrigiert jeden größeren Phasenfehler zwischen dem Eingangssignal und dem Ausgangssignal (bei einer Frequenzteilung von 16 bestehen 16 verschiedene phasenstabile Produkte, bei denen die phasenstarre Schleifschaltung 108 einrasten kann, wenn nicht die Phasensteuerung vorhanden wäre, die durch den Phasendetektor 114 auf die phasenverriegelte Schaltung 100 ausgeübt wird). Die durch den Phasendetektor 114 auf die phasenverriegelte Schaltung 100 ausgeübte Steuerung arbeitet wegen des Tiefpaßfilters 116 relativ langsam und bewirkt, daß größere Phasenfehler korrigiert werden, die auftreten können, wenn der Empfänger eingeschaltet wird oder wenn ein beträchtlicher Trägerschwund vorhanden ist.
• Fig. 7 zeigt in Blockform eine weitere Abänderung, die eine Vereinfachung der Träger-Nachlaufschaltung 100 von Fig. 6 bringt. Im Grunde können die phasenverriegelte Schaltung 108 und der Frequenzvervielfacher 112 der in Fig. 6 gezeigten Schaltung durch die in Fig. 7 gezeigte Schaltung ersetzt werden, die an sich bekannt ist. Bei dieser Art von Schaltung wird nach Frequenzteilung das Ausgangssignal 106 an einen Phasendetektor 120 gelegt, dessen Ausgangssignal 122 einen spannungsgesteuerten Oszillator (VCO) 124 treibt, der das verfolgte Ausgangssignal 22 bei der gewünschten Frequenz erzeugt. Der spannungsgesteuerte Oszillator 124 arbeitet bei der 16fachen Frequenz der am Ausgangssignal 106 auftretenden Frequenz. Dieses Ausgangssignal 22 wird ferner dem Frequenzteiler 126 zugeführt, der die Frequenz wiederum genau durch 16 teilt. Das Ausgangssignal 128 des Frequenzteilers 126 gelangt zu dem Phasendetektor 120, in dem die Phase des in der Frequenz geteilten Ausgangssignals 128 mit der Phase des Ausgangssignales 106 verglichen wird, wobei der Phasendetektor 120 das Ausgangssignal 122 erzeugt, das in dem spannungsgesteuerten Oszillator 124 dazu dient, die Phase des Ausgangssignales 22 in Phase mit dem Ausgangssignal 106 zu halten. Anders ausgedrückt, funktioniert die in Fig. 7 gezeigte Schaltung wie eine normale phasenverriegelte Schaltung, jedoch mit einer Frequenzteilung von 16 auf dem Rückkopplungsweg und mit einem Betrieb des spannungsgesteuerten Oszillators bei dem 16fachen der Eingangsfrequenz, wodurch exakte In-Phase-Frequenzvervielfachung erreicht wird.
• Fig. 8 zeigt einen Teil einer weiter modfizierten Form des AM-Stereo-Empfängers, der abgesehen von dem in Fig. 8 gezeigten und nachfolgend erläuterten Teil die in Fig. 1 (oder Fig. 2 oder 3) gezeigte Schaltung besitzt. Als AM-Demodulator 18 wird bei dieser modifizierten Ausführungsform ein Produktmodulator 18&min; zum Ableiten des (L + R) -Ausgangssignales 38 verwendet, wobei das Ausgangssignal 22 der Trägernachlaufschaltung 20 auch dem Demodulator 18&min; zugeführt wird. Obwohl der Produkt-Demodulator 18&min; etwas komplizierter ist als der AM-Demodulator 18, ist er im Hinblick auf den Rauschabstand vorteilhaft.

Claims (11)

1. Kompatibler AM-Stereoempfänger zum Empfang einer Trägerwelle, die mit dem Stereosummensignal (L + R) amplitudenmoduliert und mit dem Stereodifferenz-Signal (L - R) phasenmoduliert ist, mit einem AM-Demodulator zur Erzeugung eines (L + R)-NF-Signals, mit einem Quadratur-Demodulator zur Erzeugung eines (L - R)-NF- Signals, mit einer Einrichtung zum Beeinflussen der Amplitudenmodulation auf dem dem Quadratur-Demodulator zugeführten Signal und mit Einrichtungen zum Erzeugen der L- und R-Stereo-Ausgangssignale aus den (L + R)- und (L - R)-NF-Signalen, dadurch gekennzeichnet, daß die Einrichtung (28) zum Beeinflussen der Amplitudenmodulation ein Amplitudenmodulator (28) ist, der die am Quadratur-Demodulator (36) zugeführte amplituden- und phasenmodulierte Trägerwelle mit einem Teil des Ausgangssignals (Gegenmoduliersignal 46) des AM-Demodulators (18) amplituden-gegenmoduliert.

2. Empfänger nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das Gegenmoduliersignal (46) aus der Grundschwingung des Ausgangssignals des AM-Demodulators (18) abgeleitet ist.

3. Empfänger nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß das Gegenmoduliersignal (46) so bemessen ist, daß der Modulationsgrad der Trägerwelle um etwa 26% verkleinert wird.

4. Empfänger nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das Gegenmoduliersignal (46) aus der Grundschwingung und der ersten Oberschwingung des Ausgangssignals des AM- Demodulators (18) abgeleitet ist.

5. Empfänger nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß das Gegenmoduliersignal (46) so bemessen ist, daß sein Grundschwingungsanteil den Modulationsgrad der Trägerwelle um etwa 26% und sein Oberschwingungsanteil den Modulationsgrad der Trägerwelle um etwa 8% verkleinert.

6. Empfänger nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das Gegenmoduliersignal (46) aus der Grundschwingung, der ersten und der zweiten Oberschwingung des Ausgangssignals des AM-Demodulators (18) abgeleitet ist.

7. Empfänger nach einem der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, daß dem Amplitudenmodulator (28) eine Summierschaltung (24) vorgeschaltet ist, die dem Trägeranteil der modulierten Trägerwelle durch Addition eines zusätzlichen Trägersignals vergrößert, und daß das zusätzliche Trägersignal über eine Trägernachlaufschaltung (20) aus der modulierten Trägerwelle gewonnen wird.

8. Empfänger nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, daß die Träger-Nachlaufschaltung (20) eine phasenverriegelte Schaltung enthält.

9. Empfänger nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, daß der AM-Demodulator ein Produkt- Demodulator (18&min;) ist, der ein Eingangssignal von der Träger-Nachlaufschaltung (20) erhält.

10. Empfänger nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, daß die Träger-Nachlaufschaltung (20) eine erste phasenverriegelte Schaltung (100), einen Frequenzteiler (104), eine zweite phasenverriegelte Schaltung (108) mit einem Durchlaßbereich, der schmäler ist als der Durchlaßbereich der ersten phasenverriegelten Schaltung (100), einen Frequenzvervielfacher (112), der die Frequenz des Ausgangssignals der zweiten phasenverriegelten Schaltung (108) wieder auf die Frequenz des Trägers im Eingangssignal der ersten phasenverriegelten Schaltung (100) erhöht, und einen Phasendetektor (114) aufweist, der die Phase des Trägers im Eingangssignal der ersten phasenverriegelten Schaltung (100) mit der Phase des Ausgangssignals der zweiten phasenverriegelten Schaltung (108) vergleicht und die Phase des Ausgangssignales der ersten phasenverriegelten Schaltung (100) in der Weise steuert, daß das Ausgangssignal der Träger- Nachlaufschaltung (20) in Phase mit dem Trägeranteil im Eingangssignal gehalten wird (Fig. 6).

11. Empfänger nach Anspruch 10, dadurch gekennzeichnet, daß der Frequenzvervielfacher (112) durch einen auf der betreffenden Oberwelle schwingenden Oszillator in der zweiten phasenverriegelten Schaltung realisiert ist.