DE2652237A1

DE2652237A1 - Synchrondetektorschaltung

Info

Publication number: DE2652237A1
Application number: DE19762652237
Authority: DE
Inventors: Mitsuo Ohsawa
Original assignee: Sony Corp
Current assignee: Sony Corp
Priority date: 1975-11-18
Filing date: 1976-11-16
Publication date: 1977-06-02
Also published as: GB1512138A; FR2332648A1; JPS5847108B2; NL7612865A; JPS5261946A; US4054839A; FR2332648B1; CA1076220A

Description

It 3758 Sony Corporation, Tokyo / Japan

Synchrondetektorschaltung

Die Erfindung betrifft eine beispielsweise für einen Stereidekoder geeignete, symmetrierte Synchrondetektorschaltung, die die Amplitude eines empfangenen Steuersignales bestimmt und einen Empfangsoszillator so steuert, daß das Oszillatorsignal in seiner Phase mit der des Steuersignales verriegelt ist.

Ein Stereodekoder dieser Art ist beispielsweise in der US-PS 3 842 211 beschrieben. Bei diesem Dekoder wird ein zusammengesetztes Stereosignal empfangen, bestehnt aus einem Hauptkanalsignal (L+R), einem Teilkanalsignal (L-R), moduliert auf einem Hilfsträger von 38 kHz, sowie ein Steuersignal von 19 kHz. Dieses zusammengesetzte Stereosignal wird in gesonderte Links- und Rechtskanalsignale L und R dekodiert. Das Dekodieren des zusammengesetzten Stereosignales hängt von der Demodulation des Hilfsträgersignales ab, und dies erfordert im allgemeinen der Erzeugung eines empfängerseitigen Hilfsträgers von 38 kHz. üblicherweise wird der empfängerseitige Hilfsträger durch eine in der Phase verriegelte Schaltung erzeugt, bei der die Phase und Frequenz des Empfangsoszillators durch Phasengleichrichtung des im zusammengesetzten Stereosignal enthaltenen Steuersignales gesteuert werden. Die Frequenz des Empfangsoszillators wird also durch Frequenzteilung auf eine Frequenz gleich der des Steuersignales herabgesetzt; die Phase des in der Frequenz herabgesetzten Signales des Empfangsoszillators wird mit der des empfangenen Steuersignales verglichen. Eine etwa festgestellte Phasen-

709822/0722

- r-

differenz dient zur Nachregelung des Empfangsoszillators. Auch bei diesem Stereodekoder wird das Vorhandensein oder Fehlen von Stereo-Rundfunksignalen durch Bestimmung der Amplitude des empfangenen Steuersignales festgestellt. Wenn also das Steuersignal einen bestimmten Schwellwert übersteigt , wird angenommen, daß ein Stereosignal empfangen wurde.

Bei bekannten Stereodekodern werden die Amplitudendetektorschaltung und die Phasendetektorschaltung für das Steuersignal durch gesonderte Schaltungen gebildet, wobei jede dieser Schaltungen einen Verstärker zur Verstärkung des Steuersignales enthält. Wenngleich ferner ein 38 kHz Hilfsträger zum Dekodieren des empfangenen Teilkanalsignales benötigt wird und ein empfängerseitiges 19 kHz Signal für den Phasenvergleich mit dem empfangenen Steuersignal benötigt wird, so erforderte der Phasendetektor bisher ein Empfangsoszillator- bzw. Bezugssignal, dessen Phase sich von der des empfangenen Steuersignales um 90° unterscheidet. Der Steuersignal-Amplitudendetektor muß jedoch normalerweise mig einem empfangsseitig erzeugten Bezugssignal gespeist werden, das in Phase mit dem empfangenen Steuersignal ist. Werden daher beide empfangsseitig erzeugten Bezugssignale von einem gemeinsamen Empfangsoszillator abgenommen, dessen Oszillatorfrequenz größer als die jedes Bezugssignales ist, so werden Frequenzteiler für die Erzeugung der Bezugssignale benötigt, die eine relative Phasenverschiebung von 90° zwischen diesen Bezugssignalen erzeugen. Die bekannten Schaltungen zur Phasenbestimmung sowie zur Amplitudenbestimmung besitzen infolgedessen einen außerordentlich komplizierten schaltungstechnischen Aufbau. Ein weiterer Nachteil der bekannten Amplitudendetektoren besteht darin, daß eine fehlerhafte Betätigung dann leicht erfolgt, wenn Störsignale auftreten, deren Frequenz der des Steuersignales ähnlich ist. Solche Stör-

709822/0722

signale werden fälschlich leicht als Steuersignale aufgefaßt.

Der Erfindung liegt daher die Aufgabe zugrunde, unter Vermeidung dieser Nachteile der bekannten Ausführungen eine syinmetrierte Synchrondetektor schaltung zu entwickeln, die bei einem Stereodekoder verwendet werden kann, um die Phase des Empfangsoszillators in diesem Dekoder zu verriegeln und um die Amplitude eines empfangenen Steuersignales festzustellen. Die erfindungsgemäße Schaltung soll sich besonders durch einen einfachen Aufbau auszeichnen. Dabei soll die Möglichkeit bestehen, den Amplitudendetektor und den Phasendetektor zu einer monolithischen, integrierten Schaltung zu vereinigen. Die erfindungsgemäße Schaltung soll ferner gegenüber Störsignalen weitgehend unempfindlich sein.

Die Erfindung geht aus von einer symmetrierten Synchrondetektorschaltung mit den Merkmalen des Oberbegriffes des Anspruches 1.

Bei einer derartigen Schaltung besteht die Erfindung im wesentlichen in der Anwendung der kennzeichnenden Merkmale des Anspruches 1.

Zweckmäßige Ausgestaltungen der Erfindung sind Gegenstand der Unteransprüche und werden in Verbindung mit der Beschreibung eines Ausführungsbeispieles näher erläutert.

In der Zeichnung zeigen

Fig. 1 ein Blockschaltbild eines Stereodekoders, bei dem die erfindungsgemäße symmetrierte Synchrondetektorschaltung Verwendung finden kann;

709822/0722

AO

Fig. 2 ein Schaltbild eines Ausführungsbeispieles der erfindungsgemäßen Synchrondetektorschaltung;

Fig. 3A bis 3J Diagramme zur Erläuterung der Funktion der Detektorschaltung gemäß Fig. 2.

Die in Fig. 1 dargestellte Stereodekoderschaltung kann als monolithische integrierte Schaltung (innerhalb der gestrichelten Linie 1) ausgebildet sein. Sie enthält einen ersten Phasendetektor 2, dem ein zusammengesetztes Stereosignal über die Eingangsanschlüsse A und B zugeführt wird. Diese Eingangsanschlüsse sind äußere Anschlüsse der integrierten Schaltung. Der Phasendetektor 2 stellt die Phasendifferenz zwischen dem normalerweise im zusammengesetzten Stereosignal (das den Eingangsanschlüssen A und B zugeführt wird) enthaltenen Steuersignal und einem örtlich erzeugten Signal fest, das von einem spannungsgesteuerten Oszillator 3 erzeugt wird. Eine etwa festgestellte Phasenabweichung erscheint als Ausgangssignal auf den Leitungen 0 und P des Phasendetektors 2; dieses Ausgangssignal wird verstärkt und als Steuersignal C dem spannungsgesteuerten Oszillator 3 zugeführt.

Das vom Oszillator 3 erzeugte Empfangsoszillatorsignal besitzt üblicherweise eine Frequenz von 76 kHz. Dieses an den Leitungen D und E erscheinende Signal wird einem ersten Frequenzteiler 4 zugeführt, der die Frequenz dieses Empfangsoszillatorsignales durch zwei teilt und damit auf den Leitungen G und F ein Bezugssignal von 38 kHz erzeugt. Dieses Bezugssignal wird einem zweiten Frequenzteiler 5 zugeleitet, durch den die Frequenz erneut halbiert wird, so daß sich auf den Leitungen H und I ein Bezugssignal von 19 kHz ergibt. Die Frequenz dieses vom Frequenzteiler 5 hervorgerufenen Bezugssignales entspricht der Frequenz des im zusammengesetzten Stereosignal enthaltenen Steuersignales,

709822/0722

so daß jede Phasendifferenz zwischen diesen beiden Signalen leicht durch den Phasendetektor 2 festgestellt werden kann. Eine festgestellte Phasenabweichung führt zu einem Steuersignal, das dem spannungsgesteuerten Oszillator 3 zugeführt wird und zur Korrektur bzw. zum Auslöschen dieser Phasenabweichung führt.

Das den Eingangsanschlüssen A und B zugeführte zusammengesetzte Stereosignal wird auch einem zweiten Phasendetektor 6 zugeleitet. Wie noch anhand von Fig. 2 erläutert wird, ist der Phasendetektor 6 gleichartig wie der Phasendetektor 2 aufgebaut; er wird auch mit dem vom Frequenzteiler 5 erzeugten 19 kHz Bezugssignal gespeist. An den Ausgangsleitungen J und K des Phasendetektors 6 wird infolgedessen ein Signal erzeugt, das jede Phasenabweichung zwischen dem empfangenen Steuersignal und dem Empfänger-Bezugssignal entspricht. Das Signal auf den Leitungen J und K ist im wesentlichen identisch mit dem Signal auf den Leitungen O und P, das vom Phasendetektor 2 erzeugt wird. Das Ausgangssignal des zweiten Phasendetektors wird einem Amplitudendetektor 8 zugeführt, der außerdem das vom Frequenzteiler 4 erzeugte 38 kHz Empfangsbezugssignal erhält. Der Amplitudendetektor erzeugt auf den Leitungen L und M ein Ausgangssignal proportional der Amplitude des empfangenen Steuersignales; dieses Ausgangssignal wird einer Lampentreiberstufe 9 zugeführt. Diese Treiberstufe 9 ist an eine Anzeigelampe 10 angeschlossen, übersteigt die Amplitude des empfangenen Steuersignales einen bestimmten Schwellwert, so wird die Treiberstufe 9 ausgesteuert und betätigt die Lampe 1Q.

Kondensatoren C₁ und C₂ sind an den Phasendetektor 2 und an den Amplitudendetektor 8 angeschlossen (wie im einzelnen in Fig. 2 veranschaulicht); dadurch werden das vom Phasendetektor 2 erzeugte Ausgangssignal (entsprechend

709822/0722

der ermittelten Phasenabweichung) und das vom Amplitudendetektor 8 erzeugte Ausgangssignal (entsprechend der ermittelten Amplitude des Steuersignales) integriert.

Eine Matrix- und Demodulatorschaltung 7 wird einerseits mit dem zusammengesetzten Stereosignal gespeist, das den Eingangsanschlüssen A und B zugeführt wird, und andererseits mit dem vom Frequenzteiler 4 erzeugten 38 kHz Bezugssignal. Die Matrix- und Demodulatorschaltung 7 besitzt einen üblichen Aufbau und dekodiert das empfangene zusammengesetzte Stereosignal in gesonderte Kanal-Informations-Signale an den Ausgangsanschlüssen Q und R. Typischerweise werden diese gesonderten Kanal-Informations-Signale durch die Linkskanal- und Rechtskanal-Signale L bzw. R gebildet. Diese Signale können geeigneten Lastkreisen (nicht dargestellt) , beispielsweise Lautsprechern oder dgl., zugeführt werden.

Gemäß einem Merkmal der Erfindung werden die Funktionen der Phasendetektoren 2 und 6 durch eine vereinfachte Schaltung erfüllt, wobei diese Schaltung in Verbindung mit einem zusätzlichen Schaltungskreis dazu dient, die Amplitudendetektorfunktion des Amplitudendetektors 8 zu erfüllen. Die Phasen- und Amplituden-Detektorfunktionen werden hierbei durch eine symmetrierte Synchrondetektorschaltung erfüllt, deren schaltungstechnischer Aufbau verhältnismäßig einfach ist und die gute Gleichstrom-Symmetrie-Eigenschaften besitzt. Die symmetrierte Synchrondetektorschaltung ist schematisch in Fig. 2 dargestellt. Sie enthält einen ersten zweifach-symmetrierten Modulator, der als Phasendetektor wirkt, ferner einen zweiten zweifach-symmetrierten Modulator, der als Amplitudendetektor arbeitet. Diese Modulatoren enthalten Transistoren, beispielsweise bipolare Transistoren. Es versteht sich jedoch, daß statt dessen auch andere Halbleiterelemente, beispielsweise FET, Verwendung finden können.

709822/0722

Jedes dieser Transistorsysteme kann ferner aus einem einzelnen Transistorelement bestehen, aus in Darlington-Schaltung verbundenen Transistoren oder anderen Verstärker-Kaskadenschaltungen, die die einzelnen Stufen der im folgenden beschriebenen, zweifach-symmetrierten Modulatoren bilden. Für die Zwecke der folgenden Beschreibung umfaßt also der darin verwendete Ausdruck "Transistor" auch andere Halbleitersysteme, wobei Bezugnahmen auf bestimmte Elektroden der Transistoren insoweit jeweils als Bezugnahme auf die entsprechenden Elektroden anderer Halbleitersysteme zu verstehen sind.

Der erste zweifach-symmetrierte Modulator enthält einen ersten Schaltungsteil mit einem Differentialverstärker DA-1 und einem zweiten Schaltungsteil mit symmetrierten Differentialverstärkern DA-2 und DA-3. Der zweite Schaltungsteil dieses ersten Modulators enthält ferner symmetrierte Differentialverstärker (Gegentaktverstärker) DA-4 und DA-5. Der zweite Modulator enthält ferner einen ersten Schaltungsteil, der einen Teil des zweiten Schaltungsteiles des ersten Modulators bildet. Und zwar besteht der erste Schaltungsteil des zweiten Modulators aus den symmetrierten Differentialverstärkern DA-2 und DA-3. Ein zweiter Schaltungsteil des zweiten Modulators besteht aus den symmetrierten Differentialverstärkern DA-6 und DA-7.

Jeder der Differentialverstärker, die die zweifachsymmetrierten Modulatoren bilden, enthält zwei in Differentialschaltung verbundene Stufen, von denen jede Stufe durch einen Transistor (oder, wie oben erläutert, ein sonstiges Halbleitersystem) gebildet wird. Dementsprechend besteht der Differentialverstärker DA-1 aus zwei in Differentialschaltung verbundenen Transistoren Q₁ und Q₂, deren Emitter an einen

70982 2/0722

gemeinsamen Schaltungspunkt angeschlossen sind, der von einer Konstantstromquelle C_M, die an einen Bezugspunkt E, beispielsweise Masse, angeschlossen sind, mit einem Konstantstrom versorgt wird. Die Basiselektroden der Transistoren Q₁ und Q- sind an Eingangsanschlüsse B und A (vgl. auch Fig. 1) angeschlossen und erhalten beispielsweise das 19 kHz Steuersignal, das normalerweise in dem zusammengesetzten Stereosignal enthalten ist. Dieses Signal wird in entgegengesetzter Phasenlage den Transistoren Q₁ und Q„ zugeführt, wie noch näher dargelegt wird. Wenngleich nicht veranschaulicht, so versteht es sich doch, daß das Steuersignal diesen Transistoren über geeignete Filterschaltungen zugeführt werden kann.

Der Kollektor des Transistors Q₁ ist in Reihe mit dem Differentialverstärker DA-2 geschaltet, derart, daß bei Stromfluß durch diesen Differentialverstärker und bei leitendem Transistor Q₁ derselbe Strom auch durch diesen leitenden Transistor fließt. Entsprechend ist der Kollektor des Transistors Qg in Reihe zum Differentialverstärker DA-3 geschaltet. Der Differentialverstärker DA-2 enthält in Differentialschaltung verbundene Transistoren Q-., Q., deren Emitter mit dem Transistor Q₁ verbunden sind. Die Basiselektroden der Transistoren Q₃ und Q₄ sind mit den Eingangsanschlüssen H und I verbunden (vgl. Fig. 1) und erhalten ein empfangsseitig erzeugtes Bezugssignal, das diesen Transistoren in entgegengesetzter Phasenlage zugeführt wird. Wie aus Fig. 1 hervorgeht, entspricht die Frequenz des den Eingangsanschlüssen H und I zugeführten Bezugssignales der Frequenz des den Eingangsanschlüssen A und B zugeleiteten Steuersignales und wird erzeugt durch die phasenverriegelte Schleife, die von dem spannungsgesteuerten Oszillator 3 und den Frequenzteilern 4 und 5 gebildet wird. Der Differentialverstärker DA-3 ist entsprechend aufgebaut und enthält die in der Differentialschaltung verbundenen Transistoren Q und Q₆, deren Emitter gemeinsam an den Transistor Q₂

709822/0722

- r-

λζ

angeschlossen sind. Die Basiselektroden der Transistoren Q₁- und Q_fi sind mit den Eingangsanschlüssen I und H verbunden und erhalten das empfängerseitig erzeugte Bezugssignal, das diesen Transistoren in entgegengesetzter Phasenlage zugeführt wird.

Die Kollektorelektroden der Transistoren Q₃ und Q₅ sind gemeinsam an eine Leitung J angeschlossen; die Kollektorelektroden der Transistoren Q₄ und Q₆ sind gemeinsam an eine andere Leitung K angeschlossen (diese Leitungen sind auch in Fig. 1 veranschaulicht). Leitung J ist mit einem Differentialverstärker DA-6 verbunden, so daß die Transistoren Q₃ und Q_g in Reihe zu diesem Differentialverstärker geschaltet sind. Entsprechend ist die Leitung K mit dem Differentialverstärker DA-7 verbunden, so daß die Transistoren Q₄ und Q₆ in Reihe zu diesem Differentialverstärker liegen. Der Differentialverstärker DA-6 enthält in Differentialschaltung verbundene Transistoren Q₇ und Qg, deren Emitterelektroden gemeinsam an die Leitung J angeschlossen sind und deren Basiselektroden mit den Eingangsanschlüssen F und G verbunden sind, so daß sie ein anderes empfängerseitig erzeugtes Bezugssignal, etwa das vom Frequenzteiler 4 (vgl. Fig. 1) erzeugte 38 kHz Bezugssignal erhalten. In entsprechender Weise besteht der Differentialverstärker DA-7 aus in Differentialschaltung verbundenen Transistoren Q_g und Q₁₀/ deren Emitterelektroden gemeinsam an die Leitung K angeschlossen sind und deren Basiselektroden mit Eingangsanschlüssen G und F verbunden sind. Die Kollektorelektroden der Transistoren Q₇ und Q_q sind gemeinsam über einen Lastwiderstand R₁ an eine Betriebsspannungsquelle +B angeschlossen, beispielsweise eine geeignete Gleichspannungsquelle. Die Kollektorelektroden der Transistoren Q_Q und Q₁_ sind über einen weiteren Lastwiderstand R₂ mit der Betriebsspannungsquelle +B verbunden. Differentialverstärker DA-6 und DA-7 sind so vorgesehen,

709822/0722

daß von den Ausgangsanschlüssen L und M der Ausgangsanschluß L mit den zusammengeschalteten Kollektorelektroden der Transistoren Q_ß und Q₁ verbunden ist und der Ausgangsanschluß M mit den zusammengeschalteten Kollektorelektroden der Transistoren Q₇ und Qg.

Ein Kondensator C₂ ist zwischen die Ausgangsanschlüsse L und M geschaltet und integriert das an diesen Ausgangsanschlüssen auftretende Ausgangssignal.

Die Differentialverstärker DA-4 und DA-5 sind parallel zu den Differentialverstärkern DA-2 und DA-3 geschaltet. Der Differentialverstärker DA-4 besteht aus den in Differentialschaltung verbundenen Transistoren Q₁₁ und Q₁₂/ deren Basis-Emitter-Kreise parallel zu den Basis-Emitter-Kreisen der Transistoren Q₃ und Q₄ liegen. Entsprechend besteht der Differentialverstärker DA-5 aus den in Differentialschaltung verbundenen Transistoren Q₁ ~ und Q₁₄/ deren Basis-Emitter-Kreise parallel zu den Basis-Emitter-Kreisen der Transistoren Q₅ und Q_fi liegen. Bei dieser Schaltung empfangen somit die Transistoren Q₁₁ und Q₁₂ das empfängerseitig erzeugte Bezugssignal, das den Eingangsanschlüssen H und I in entgegengesetzter Phasen lage zugeführt wird. Entsprechend erhalten die Transistoren Q₁- und Q₁₄ die empfängerseitig erzeugten Bezugssignale, die den Eingangsanschlüssen I und H zugeführt werden, in entgegengesetzter Phasenlage.

Die Kollektorelektroden der Transistoren Q₁₁ und Q₁-, sind gemeinsam mit einer Leitung P verbunden; die Kollektorelektrode der Transistoren Q₁ ~ und Q₁₄ sind gemeinsam mit einer Leitung 0 verbunden. Die Leitung P verbindet die zusammengeschalteten Kollektorelektroden der Transistoren Q₁₁ und Q₁₃ über einen Lastwiderstand R₄ mit der Betriebsspannungsquelle +B; die Leitung 0 verbindet die zusammengeschalteten Kollektorelektroden der Transistoren Q₁₅ und

709822/0722

- vr λίτ

Q . über einen Lastwiderstand R₃ mit der Betriebsspannungsquelle +B. Ausgangsanschlüsse O¹ und P¹ sind mit den zusammengeschalteten Kollektorelektroden der Transistoren Q₁₄ und Q₁₂ verbunden bzw. mit den zusammengeschalteten Kollektorelektroden der Transistoren Q _ und Q₁₁- Ein Kondensator C₁ liegt an den Ausgangsanschlüssen 0' und P¹ und integriert das vom ersten zweifach-symmetrierten Modulator erzeugte Signal.

Im folgenden sei die Funktion der symmetrierten Synchron-Detektorschaltung anhand der Diagramme gemäß den Fig. 3A bis 3J näher erläutert. Es sei angenommen, daß die den Eingangsanschlüssen A und B zugeführten Signale 19 kHz

Steuersignale e und e. mit entgegengesetzer Phase sind, a ij

wie dies die Fig. 3A und 3B zeigen. Für die vorliegende Beschreibung sei angenommen, daß die Signale e und e, drei-

a D

eckföritiige Gestalt aufweisen; es versteht sich jedoch, daß diese Signale auch eine hiervon abweichende Wellenform aufweisen können. Das vom Frequenzteiler 5 erzeugte 19 kHz Bezugssignal wird den Eingangsanschlüssen H und I als Rechtecksignale e, und e. entgegengesetzter Phase zugeführt (vgl. Fig. 3C und 3D). Bei diesem Beispiel mit den Wellenformen e , e, ,

a Jd

e^ und e^ ist angenommen, daß das empfängerseitig erzeugte Bezugssignal in Phase mit dem empfangenen Steuersignal ist.

Besitzt das Bezugssignal e. einen positiven Wert, wie beispielsweise zwischen den Zeiten T und T₀, so sind die Transistoren Q₄ und Q₁₂ sowie die Transistoren Q₅ und Q₁₃ leitend. Strom fließt durch jeden der Transistoren Q₄ und Q₁₂ entsprechend dem leitenden Zustand des Transistors Q₁; entsprechend fließt, da der Transistor Q₂ leitend ist, Strom durch die Transistoren Q,- und Q₁₃- Die Leitfähigkeit des Transistors Q₁ wird durch das Signal e, bestimmt, so daß in der Zeitspanne zwischen T und T₂ der Strom i, durch den Transistor Q. eine Wellenform entsprechend der des Signales e^ besitzt, wie Fig. 3E zeigt. Ein entsprechender Strom i

709822/0722

- yt -

fließt über die Leitung O und durch den Transistor Q₁₂ und dann durch den Transistor Q₁. Während dieser Zeit (T -T₂) sind die Transistoren Q₃, Q₅, Q₁₁ und Q₃ durch das Signal e, gesperrt.

Werden die Transistoren Q. und Q₁₂ durch das Signal e. leitend gemacht, so werden auch die Transistoren Q₁- und Q₁₃ leitend. Die Ströme, die durch diese letzteren Transistoren fließen, werden durch die Leitfähigkeit des Transistors Q„ entsprechend dem zugeführten Steuersignal

e bestimmt. Insbesondere fließt ein Strom i. über die ^a 3

Leitung J durch den Transistor Q₁- und den Transistor Q₂, vgl. Fig. 3F. Vom Zeitpunkt T bis T₂ besitzt der Strom also eine Wellenform entsprechend der des Signales e^.

CL

Ein entsprechender Strom i fließt von der Leitung P über den Transistor Q₁₃ und den Transistor Q₂.

Während der nächsten Zeitperiode zwischen T₂ und T. ist das Signal e, (relativ) positiv und das Signal e. (relativ) negativ. Das Signal e, bringt daher die Transistoren Q₃, Q_fi, Q₁₁ und Q₁₄ in den leitenden Schaltzustand und das Signal e. führt die Transistoren Q₄, Q₅, Q₁₂ und Q₁₃ in den gesperrten Schaltzustand. Der Strom i, über die Leitung K fließt jetzt daher durch den Transistor Q_g und Q₂. Der Strom i, zeigt daher in der Zeitspanne zwischen T₂ und

T. eine Wellenform ähnlich der des Signales e₌. Entft a

sprechend fließt der Strom i in der Leitung 0 jetzt über den Transistor Q₁₄ und den Transistor Q₂ (vgl. Fig. 3E).

In der Zeitspanne zwischen T₂ und T₄ fließt der Strom i. in der Leitung J jetzt über die Transistoren Q-. und Q₁; die Wellenform entspricht der des Signales e,. Da der Transistor Q₁₁ während der Zeitspanne T₂ bis T₄ leitend ist, fließt Strom in der Leitung P und über den Transistor Q₁₁ und Q₁ ; die Wellenform entspricht Fig. 3F.

709822/0722

Wenn die Signale , und e. in der aus denFig. 3C und 3D ersichtlichen Art pulsieren, treten die Ströme i, und i■ in den Leitungen K und J sowie die Ströme i und i in den Leitungen 0 und P auf, wie die Fig. 3E und

3F zeigen. Die Ströme i und i werden durch den Integrationskondensator C₁ geglättet, so daß das Ausgangssignal, das von den Ausgangsanschlüssen O¹ und P¹ abgenommen wird, proportional ist der Phasendifferenz zwischen dem den Eingangsanschlüssen A und B zugeführten Steuersignal und dem den Eingangsanschlüssen H und I zugeleiteten Bezugssignal. Dieses Ausgangssignal kann dem spannungsgesteuerten Oszillator 3 (Fig. 1) zugeleitet werden, um die Phase des empfägerseitig erzeugten Oszillatorsignales in dem Fall einzustellen, daß die Phase des den Eingangsanschlüssen H und I zugeführten Signales von der Phase der den Eingangsanschlüssen A und B zugeleiteten Signale abweicht. Beim Ausführungsbeispiel der Fig. 3A bis 3F ist angenommen, daß sich das.Bezugssignal in Phase mit dem empfangenen Steuersignal befindet. Wenn jedoch eine Phasendifferenz auftritt, wird ein Korrektur- bzw. Steuersignal an den Anschlüssen O¹ und P¹ erzeugt und beeinflußt die Phase des vom spannungsgesteuerten Oszillator 3 erzeugten Oszillatorsignales. Die Differentialverstärker DA-1 , DA-4 und DA-5 erfüllen daher dieselbe Funktion wie der Phasendetektor 2 gemäß Fig. 1.

Es sei nun die Funktion des zweiten zweifach-svmmetrierten Modulators näher betrachtet. Die den Eingangsanschlüssen E und F zugeführten Signale sind 38 kHz Bezugssignale entgegengesetzter Phase, die vom Frequenzteiler 4 erzeugt sind (vgl. die Signale e. und e,. in Fig. 3G und 3H). Ist das Sig-

J ^K

nal e. (relativ) positiv, so befinden sich die Transistoren

Q₀ und Q_n im leitenden Schaltzustand, so daß die hindurcho y

fließenden Ströme durch die Ströme i. und i_v bestimmt werden. Ist das Signal e_v (relativ) positiv, so sind die Transistoren

709822/0722

ZO

Q_ und Q₁₀ leitend, so daß die hindurchfließenden Ströme durch die Ströme i- und i_v bestimmt sind. Während der Zeit-

J κ

spanne zwischen T und T₁ fließt daher der Strom i. durch * ο 1 3

den Lastwiderstand R~, den Transistor Q₈ und die Leitung J und ergibt ein Signal e_T am Ausgangsanschluß L mit einer Wellenform entsprechend der des Stromes i.. Während der nächsten Zeitspanne (von T₁ bis T2) macht das Signal e, den Transistor Q₁₍_ leitend, so daß der Strom i, über den Lastwiderstand R^, den Transistor Q und die Leitung K fließt. Demgemäß besitzt das Signal e am Ausgangsan-

J_l

Schluß L eine Wellenform entsprechend der des Stromes i, zwischen der Zeit T₁ und T₀. Wenn die Signale e. und e, weiter pulsieren (vgl. Fig. 3G und 3H), tritt am Ausgangsanschluß L das Ausgangssignal e auf (vgl. Fig. 31).

Der Strom durch den Lastwiderstand R₁ erzeugt ein Ausgangssignal e am Ausgangsanschluß M. Ist das Signal e. (relativ) positiv, so daß der Transistor Q_q leitend ist, so fließt der Strom i, über den Lastwiderstand R₁, den Transistor Q„ und die Leitung K und erzeugt ein Ausgangssignal e_M während der Zeitdauer T bis T₁ (vgl. Fig. 3J^. Die Wellenform dieses Ausgangssignales während dieser Periode entspricht der Wellenform des Stromes i, . Während der nächsten Zeitspanne (T₁ bis T2), in der das Signal e, (relativ) positiv ist, ist der Transistor Q_n leitend, so daß der Strom durch den Lastwiderstand R₁ dem Strom i. durch den Transistor Q₇ und aber die Leitung J entspricht. Die Wellenform des Signales e_M zwischen T₁ und T- entspricht der Wellenform des Stromes i■ (vgl. Fig. 3J).

Die Ausgangssignale e und e an den Ausgangsanschlüssen L und M werden durch den Integrationskondensator C₂ geglättet, so daß ein resultierender Ausgangssignalpegel erzeugt wird, der proportional der Amplitude des den Eingangsanschlüssen A und B zugeführten Steuersignales ist. Da die Ströme i. und i, eine Funktion des Phasenunter-

709822/0722

ZA

schiedes zwischen dem empfängerseitig erzeugten Bezugssignal und dem empfangenen Steuersignal darstellen, ändern sich diese Ströme beim Auftreten einer Phasendifferenz, was einen niedrigeren Ausgangspegel an den Ausgangsanschlüssen L und M zur Folge hat. Da ein unerwünschtes Störsignal, das eine Frequenzkomponente gleich der des 19 kHz Steuersignales besitzt, im allgemeinen nicht in Phase mit dem empfängerseitig erzeugten Bezugssignal ist, kann das Vorhandensein eine solchen unerwünschten Störsignales allenfalls ein Ausgangssignal (an den Ausgangsanschlüssen L und M) mit niedrigem Pegel hervorrufen. Dadurch ist die Wahrscheinlichkeit stark verringert, daß die Anzeigelampe 10 (Fig. 1) beim Vorhandensein eines solchen unerwünschten Störsignales gespeist wird.

Bei der erfindungsgemäßen symmetrierten Synchrondetektorschaltung wird nur ein einziger Satz von Frequenzteilern, beispielsweise die Frequenzteiler 4 und 5 (Fig. 1) benötigt, um die Phasen- und Amplitudenbestimmung vorzunehmen. Demgegenüber wird bei den bekannten Ausführungen ein Satz Frequenzteiler für die Phasenbstimmung und ein gesonderter Satz von Frequenzteilern für die Amplitudenbestimmung benötigt. Wie ferner Fig. 2 zeigt, wird nur ein einziger Differentialverstärker DA-1 benötigt, um das empfangene Signal, beispielsweise das empfangene Steuersignal, sowohl zu dem Phasenbestimmungs-Schaltungsteil als auch zu dem Amplitudenbestimmungs-Schaltungsteil der symmetrierten Synchrondetektorschaltung zu führen. Die Anzahl der Schaltungselemente ist auf diese Weise wesentlich verringert. Da ferner die Differentialverstärker als zweifach-symmetrierte Differentialverstärker geschaltet sind, ändert sich der Gleichspannungspegel an den- Ausgangsanschlüssen nicht wesentlich während des Betriebs; es werden ferner keine Komponenten der Bezugssignale, die den Eingangsanschlüssen F, G, H und E züge-

709822/0722

- ve? -

xx

führt werden, in die Ausgangssignale eingeführt.

Im Rahmen der Erfindung sind zahlreiche Abwandlungen des erläuterten Ausführungsbeispieles möglich. Wenngleich ferner die symmetrierte Synchrondetektorschaltung sich besonders zur Verwendung in einem Stereodekoder eignet, so ist dies doch nicht der einzige Anwendungsfall. Mit der Schaltung können auch Amplitude und Phase anderer Signale als der von Stereo-Steuersignalen bestimmt werden. Das von der symmetrierten Synchrondetektorschaltung gelieferte Signal, das proportional der Phasendifferenz zwischen dem empfangenen Signal und dem erzeugten Signal ist, die den Eingangsanschlüssen A, B und H, I zugeführt werden, kann ferner auch für andere Zwecke benutzt werden als lediglich zur Steuerung einer in der Phase verriegelten Schleife.

709822/0722

Claims

Patentansprüche

., Symmetrierte Synchrondetektorschaltung zur Bestimmung der Amplitude eines empfangenen Signales sowie zur Bestimmung der Phasendifferenz zwischen diesem empfangenen Signal und einem erzeugten Signal, enthaltend einen ersten, zweifach-symmetrierten Modulator mit einem ersten Schaltungsteil, der eine erste Gruppe von Eingangsanschlüssen besitzt, denen das empfangene Signal zugeführt wird, ferner mit einem zweiten Schaltungsteil mit einer zweiten Gruppe von Eingangsanschlüssen, denen das erzeugte Signal zugeführt wird, wobei dieser zweite Schaltungsteil ferner eine Gruppe von Ausgangsanschlüssen aufweist, dadurch gekennzeichnet, daß ein zweiter zweifach-symmetrierter .Modulator vorgesehen ist, enthaltend einen ersten Schaltungsteil, der von einem Teil des zweiten Schaltungsteiles des ersten Modulators gebildet wird, sowie einen zweiten Schaltungsteil mit einer Gruppe von Eingangsanschlüssen, denen ein Signal zugeführt wird, dessen Frequenz ein ganzzahliges Vielfaches der Frequenz des erzeugten Signales ist, wobei der zweite Schaltungsteil des zweiten Modulators eine Gruppe von Ausgangsanschlüssen aufweist, daß ferner mit dieser Gruppe von Ausgangsanschlüssen des ersten Modulators Schaltungselemente verbunden sind, die ein Signal erzeugen, das proportional der Phasendifferenz zwischen dem empfangenen und dem erzeugten Signal ist, die der ersten und zweiten Gruppe von Eingangsanschlüssen des ersten Modulators zugeführt werden, und daß weiterhin mit der Gruppe von Ausgangsanschlüssen des zweiten Modulators Schaltungselemente verbunden sind, die ein Signal erzeugen proportional der Amplitude des empfangenen Signales, das der ersten Gruppe von Eingangsanschlüssen des ersten Modulators zugeführt wird.

709822/0722
2. Detektorschaltung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß weiterhin eine in der Phase verriegelte Schaltung zur Bildung des erzeugten Signales vorgesehen ist, enthaltend einen spannungsgesteuerten Oszillator ■ zur Erzeugung eines Oszillatorsignales, ferner einen Frequenzteiler, dem das Oszillatorsignal zugeführt wird und der die Frequenz dieses Signales herabsetzt und dadurch das erzeugte Signal bildet, ferner Schaltungselemente zur Steuerung der Frequenz des Oszillators in Funktion des Signales, das durch die Gruppe der Ausgangsanschlüsse des ersten Modulators geliefert wird.
3. Detektorschaltung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der erste Schaltungsteil des ersten Modulators einen ersten Differentialverstärker enthält, der ein erstes Paar von in Differentialschaltung verbundenen Stufen enthält, ferner einen zweiten Schaltungsteil des ersten Modulators, enthaltend einen zweiten und dritten symmetrierten Differentialverstärker, gebildet von einem zweiten und dritten Paar von in Differentialschaltung verbundenen Stufen, daß ferner der zweite Differentialverstärker in Reihe mit einer der in Differentialschaltung verbundenen Stufen des ersten Dxfferentialverstärkers geschaltet ist und daß der dritte Differentialverstärker in Reihe mit der anderen in Differentialschaltung verbundenen Stufen des ersten Dxfferentialverstärkers geschaltet ist.
4. Detektorschaltung nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß eine der in Differentialschaltung verbundenen Stufendes zweiten Dxfferentialverstärkers einen Ausgang aufweist, der mit einem Ausgang einer der

709822/0722

in Differentialschaltung verbundenen Stufen des dritten Differentialverstärkers verbunden ist und daß die andere in Differentialschaltung verbundene Stufe des zweiten Differentialverstärkers mit einem Ausgang an den Ausgang der anderen in Differentialschaltung verbundenen Stufen des dritten Differentialverstärkers angeschlossen ist, wobei diese verbundenen Stufen den ersten Schaltungsteil des zweiten Modulators bilden.
5. Detektorschaltung nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß der zweite Schaltungsteil des zweiten Modulators einen vierten und einen fünften symmetrierten Differentialverstärker enthält, der von einem vierten bzw. fünften Paar von in Differentialschaltung verbundenen Stufen gebildet wird, daß der vierte Differentialverstärker in Reihe mit den verbundenen Stufen des zweiten und dritten Differentialverstärkers liegt, während der fünfte Differentialverstärker in Reihe mit den verbundenen anderen Stufen des zweiten und dritten Differentialverstärkers geschaltet ist.
6. Detektorschaltung nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, daß eine der in Differentialschaltung verbundenen Stufen des vierten Differentialverstärkers mit einem Ausgang an einen Ausgang einer der in Differentialschaltung verbundenen Stufen des fünften Differentialverstärkers geschaltet ist und einen Ausgangsanschluß des zweiten Modulators bildet, während die anderen in Differentialschaltung verbundenen Stufen des vierten Differential-. Verstärkers mit einem Ausgang an einen Ausgang der anderen in Differentialschaltung verbundenen Stufen des fünften Differentialverstärkers angeschlossen sind und einen weiteren Ausgangsanschluß des zweiten Modulators bilden.

709822/0722
7. Detektorschaltung nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß der zweite Schaltungsteil des ersten Modulators einen sechsten und einen siebenten symmetrierten Differentialverstärker enthält, die parallel zum zweiten bzw. dritten Differentialverstärker geschaltet sind und ein sechstes und siebentes Paar von in Differentialschaltung verbundenen Stufen bilden.
8. Detektorschaltung nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, daß eine der in Differentialschaltung verbundenen Stufen des sechsten Differentialverstärkers mit einem Ausgang an einen Ausgang einer der in Differentialschaltung verbundenen Stufen des siebenten Differentialverstärkers angeschlossen sind und einen Ausgangsanschluß des ersten Modulators bilden, während die anderen der in Differentialschaltung verbundenen Stufen des sechsten Differentialverstärkers mit einem Ausgang an einen Ausgang der anderen in Differentialschaltung verbundenen Stufen des siebenten Differentialverstärkers angeschlossen sind und einen anderen Ausgangsanschluß des ersten Modulators bilden.
9. Detektorschaltung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der ersten Schaltungsteil des ersten Modulators ein erster Differentialverstärker ist, enthaltend einen ersten und einen zweiten Transistor, deren Emittereleketroden miteinander verbunden sind und deren Basiselektroden mit Steuersignalen gespeist werden, die in der Phase um 180° voneinander abweichen, daß der zweite Schaltungsteil des ersten Modulators einen zweiten Differentialverstärker enthält, der einen dritten und vierten Transistor aufweist, deren Emitter miteinander verbunden sind und die ferner an die Kollektorelektrode des ersten Transistors angeschlossen sind, weiterhin einen dritten Differentialverstärker, enthaltend einen

7 0 9822/0722

fünften und sechsten Transistor, deren Emitter miteinander verbunden sind und an den Kollektor des zweiten Transistors angeschlossen sind, wobei die Kollektorelektroden des dritten und fünften Transistors miteinander verbunden und die Kollektorelektroden des vierten und sechsten Transistors gleichfalls miteinander verbunden sind, während die Basiselektroden des dritten und sechsten Transistors und die Basiselektroden des vierten und fünften Transistors mit den erzeugten Signalen gespeist werden, die im wesentlichten dieselbe Frequenz wie die Steuersignale besitzen und in der Phase um 180° voneinander abweichen, daß ferner der zweite Schaltungsteil des zweiten Modulators einen vierten Differentialverstärker enthält, der einen siebenten und achten Transistor aufweist, deren Emitterelektrode miteinander verbunden und an die Kollektorelektroden des dritten und fünften Transistors angeschlossen sind, weiterhin einen fünften Differentialverstärker, enthaltend einen neunten und zehnten Transistor, deren Emitterelektroden miteinander verbunden und an die Kollektorelektroden des vierten und sechsten Transistors angeschlossen sind, wobei die Basiselektroden des siebenten und zehnten Transistors und die Basiselektroden des achten und neunten Transistors mit Signalen gespeist werden, die die zweifache Frequenz des Steuersignales aufweisen und in der Phase um 180° voneinander abweichen, wobei die Kollektorelektroden des siebenten und neunten Transistors miteinander verbunden und weiterhin an einen ersten Ausgangsanschluß angeschlossen sind und die Kollektorelektroden des achten und zehnten Transistors miteinander verbunden und an einen zweiten Ausgangsanschluß angeschlossen sind.

709822/0722
10. Detektorschaltung nach Anspruch 9, dadurch gekennzeichnet, daß der zweite Schaltungsteil des ersten Modulators einen sechsten und siebenten Differentialverstärker enthält, wobei der sechste Differentialverstärker einen elften und zwölften Transistor aufweist, deren Emitterelektroden mit der Kollektorelektrode des ersten Transistors verbunden sind, während die Basiselektrode des elften Transistors an die Basiselektrode des dritten Transistors und die Basiselektrode des zwölften Transistors an die Basiselektrode des vierten Transistors angeschlossen ist, wobei der siebente Differentialverstärker einen dreizehnten und vierzehnten Transistor enthält, deren Emitterelektrode mit der Kollektoreleketrode des zweiten Transistors verbunden sind, während die Basiselektrode des dreizehnten Transistors mit der Basiselektrode des fünften Transistors und die Basiselektrode des vierzehnten Transistors mit der Basiselektrode des sechsten Transistors verbunden ist, während die Kollektorelektroden des elften und dreizehnten Transistors miteinander verbunden und an einen dritten Ausgangsanschluß angeschlossen sind und die Kollektorelektroden des zwölften und vierzehnten Transistors miteinander verbunden und an einen vierten Ausgangsanschluß angeschlossen sind.

709822/0722