DE2803979A1

DE2803979A1 - Verfahren und vorrichtung zur verminderung der nachbarkanalstoerung beim empfang eines amplitudenmodulierten funksignales

Info

Publication number: DE2803979A1
Application number: DE19782803979
Authority: DE
Inventors: Leonard Richard Kahn
Original assignee: Individual
Current assignee: Individual
Priority date: 1977-01-31
Filing date: 1978-01-30
Publication date: 1978-08-03
Also published as: SU976864A3; GB1593834A; JPS5396702A; BR7800554A; JPS6341254B2; JPS6214974B2; NL7801097A; NZ186319A; DE2803979C2; CA1127717A; MX158303A; SE7801100L; MX150961A; AU3258878A; IL59757A0; IT7867175A0; FR2379192B1; JPS6121636A; IT1192325B; SE420881B

Description

Leonard Richard Kahn, 74 North Main Street, Freeport, New York, Nassau Country, U.S.A.

Verfahren und Vorrichtung zur Verminderung der Nachbarkanalstörung beim Empfang eines amplitudenmodulierten Funksignales

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Verminderung der Nachbarkanalstörung beim Empfang eines amplitudenmodulierten Funksignales, das als ein zweikanaliges, jeweils für ein Ohr bestimmtes Tonsignal wiedergegeben wird. Weiterhin betrifft die Erfindung einen Funkempfänger zum Empfang eines amplitudenmodulierten Signales mit zwei Kanälen, die jeweils einem Ohr zugeordnet sind, mit Stufen zum Umsetzen des empfangenen Signales in ein Zwischenfrequenzsignal und anschließenderDemodulierung.

In der Vergangenheit wurden zahlreiche Verfahren verwendet, um den Effekt von Nachbarkanalstörungen zu reduzieren, beispielsweise von Hand oder automatisch betätigbare Filter mit einstellbarer Trennschärfe sowie im Tonfrequenz oder Zwischenfrequenzbereich arbeitende Kerbfilter, die von Hand justiert werden, um die Störungen scharf auszufiltern. In diesem Zusammenhang sei beispielsweise auf die Seiten 517, 518 und 543 sowie 544 in K.R. Sturley "Radio Receiver Design", 2. Auflage 1953, John Wiley & Sons, Inc., New York hingewiesen.

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Es wurden bereits auch verschiedenartige Systeme entwickelt, bei denen die Trennschärfe des Empfängers automatisch in Abhängigkeit von den Störungen verändert wird. Die Trennschärfe kann dabei symmetrisch oder asymmetrisch verändert werden. Ein solches System ist in dem oben zitierten Buch auf den Seiten 543 und 544 beschrieben. Die Veränderung der Trennschärfe wird wie das Abfühlen in der Zwischenfrequenzstufe durchgeführt.

Aufgabe der Erfindung ist es, ein Verfahren und eine Vorrichtung zu schaffen, die es gestatten, ohne großen Aufwand Störeinflüsse unter Beibehaltung eines verhältnismäßig guten Frequenzganges zu reduzieren. Dieser Aufgabe wird erfindungsgemäß bei einem Verfahren der eingangs genannten Art dadurch gelöst, daß das obere und untere Seitenband des amplitudenmodulierten Funksignales nach seiner Demodulation jeweils dem einem Ohr zugeordneten Kanal zugeführt wird und daß nach Messen des Pegels der empfangenen Nachbarkanalstörung in dem demodulierten oberen und unteren Seitenband automatisch der Tonfrequenzgang desjenigen Kanals eingeengt wird,dessen Nachbarkanalstörpegel größer ist, sobald dieser Pegel einenvorherbestimmten Wert überschreitet.

Ein Funkempfänger zur Durchführung des erfindungsgemäßen Verfahrens ist durch die Merkmale des Anspruches 8 gekennzeichnet.

Das erfindungsgemäße Verfahren ist besonders zur Reduzierung von Nachbarkanalstörungen bei amplitudenmodulierten Stereosignalen geeignet. Die Erfindung macht zur Ausfilterung der Störsignale von dem sogenannten Cocktail-Party-Effekt Gebrauch, der darin besteht, daß es einem Zuhörer mit

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zwei Ohren möglich ist, die von zwei verschiedenen sprechenden Personen bei ihm ankommenden Schallwellen zu trennen und den Worten eines Sprechers mehr Aufmerksamkeit zu schenken als denen des anderen. Die Erfindung ermöglicht es, einem Funkteilnehmer bei amplitudenmodulierten monophonen und stereophonen Signalen die Vorteile des Cocktail-Party-Effekts zu nutzen.

Bei vielen Anwendungen der Erfindung ist es wünschenswert, sowohl den Nachbarkanal oberhalb als auch unterhalb des gewünschten Kanals mit einem größeren Faktor zu dämpfen, als wenn das System störungsfrei arbeitet. Es ist jedoch wünschenswert, eine größere Dämpfung für den Nachbarkanal zu haben, der dem größeren Störpegel ausgesetzt ist.

Die Erfindung kann zur Verbesserung von Tnonophonen Funkempfangssystemen verwendet werden, indem es dem Hörer ermöglicht wird, den Cocktail-Party-Effekt auszunutzen. Eine Methode zur Verbesserung der Nachbarkanalstörungseigenschaften eines Empfängers mit monophonen Zweiseitenbandsignalen besteht darin, das obere und untere Seitenband des gewünschten Signales zu trennen sowie zu demodulieren und die erhaltenen Tonschwingungen einer Schaltun zum Ansteuern getrennter elektroakustischer Wandler zuzuführen. Die elektroakustischen Wandler können Lautsprecher sein, die in einem Abstand voneinander angeordnet sind, als ob sie Stereolautsprecher wären, d.h. in einem Abstand von 1,20 m bis 2,40 m voneinander. Es ist ebenso möglich, die Erfindung unter Verwendung von Stereokopfhörern als elektroakustische Wandler auszuüben.

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Es gibt zahlreiche Möglichkeiten, die oberen und unteren Seitenbandkanäle zu isolieren und zu demodulieren, wie beispielsweise Phasenverschiebungssysteme oder Filtersysteme. Derartige Verfahren sind dem Fachmann bekannt. Die Verfahren können mit einem vollen Träger, oder einem reduzierten oder unterdrückten Zweiseitenbandträger verwendet werden, d.h. mit dem vollen Träger oder Schwingungen^ bei denen der Trägerpegel kleiner ist als der Spitzenwert der summierten Amplitude der Seitenbänder.

Das monophone Ausführungsbeispiel der Erfindung kann auch eine Einrichtung zum Messen der Störungen in den Kanälen aufweisen, die den oberen und unteren Seitenbandkomponenten des erwünschten Signales benachbart sind, wobei der Tonfrequenzgang desjenigen Kanales reduziert wird, der den größeren Störpegel aufweist. Dadurch kommt dem Zuhörer nicht nur der die Störungen vermindernde Cocktail-Party-Effekt zugute, sondern darüber hinaus auch die verbesserte Trennschärfe des Systems.

Die Erfindung ist besonders geeignet für Empfänger nach dem Zweikanal-Einseitenbandverfahren (ISB) mit Stereosignalen, wobei die stereophone Nachricht in der Modulation des oberen und unteren Seitenbandes der Trägerschwingung auftritt. Bei einem solchen Signal wird der Träger mit der Summe des Stereo-Nachrichtengehaltes (links plus rechts) amplitudenmoduliert und gleichzeitig mit der Differenz des Stereo-Nachrichtengehaltes phasenmoduliert. Eine solche Stereowelle ist beispielsweise in den US-Patentschriften 3 218 39 3 und 3 908 090 beschrieben. Die Empfänger für ein solches Stereowellensignal können so ausgelegt sein, daß sie den Cocktail-Party-Effekt dadurch

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verstärken, daß spezielle Eigenschaften der Phasenverschiebungs-Seitenbandtrennungseinrichtung vorgesehen werden, die normalerweise bei einer Zwischenfrequenz arbeitet und durch einen Überlagerungsempfängerschaltkreis gespeist wird. Der Phasenverschiebungs-Trennschaltkreis würde im Gegensatz zu einem normalen Stereoempfänger eine wesentliche Trennung von Nachbarkanal-Storsignalkomponenten ermöglichen,die oberhalb 5 kHz liegen, was normalerweise der annehmbare hochfrequente Bereich der getrennten Stereokomponenten ist. Durch Verbinden des Ausgangs des Phasenverschiebungs-Seitenbandtrennungsschaltkreises mit Einrichtungen zum getrennten Verstärken der Tonfrequenzausgangssignale des Seitenbandtrennungsschaltkreises kann ein Abfallen der Störungskomponenten für ein Seitenband bei einem Stereolautsprecher erzielt werden, während die Nachbarkanalstörung auf das andere Seitenband in den zweiten Stereolautsprecher fallen würde. Die erwünschten Stereokomponenten würden im allgemeinen zwischen den beiden Lautsprechern liegen, wie es für den Stereoeindruck üblich ist.

Sowohl beim stereophonen als auch beim monophonen Empfang sollte die Einengung des Tonfrequenzganges nur angewendet werden, wenn die stärkste Seitenbandkanalstörung stark genug ist, um ernsthafte Hörprobleme hervorzurufen. Im allgemeinen ist es nicht notwendig, den Tonfrequenzgang zu reduzieren, wenn der Leistungspegel der Störung kleiner als 1/10 % des erwünschten Seitenbandleistungspegelsist. Der Frequenzgang des einem stärkeren Störpegels ausgesetzten Kanales ist typisch auf ein Drittel des vollen Frequenzgangsdes Kanales eingeengt. Beispielsweise würde bei einem Stereoempfang mittlerer Qualität mit einem Tonfrequenzgang von 6 kHz der Tonfrequenzgang auf 2 kHz verkleinert. Beim monophonen Funkverkehr würde

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der Frequenzgang z.B. von 3 kHz auf 1 kHz eingeengt. Das Seitenband, das weniger von Störungen betroffen ist, wird in einem geringeren Maße begrenzt und bei manchen Anwendungen dieser Erfindung wird der Frequenzgang des Seitenbandes mit der schwächeren Störung nicht geändert.

In der Zeichnung sind Ausführungsbeispiele des Gegenstandes der Erfindung dargestellt. Es zeigen:

Fig. 1 den erfindungsgemäßen Funkempfänger in einem Blockschaltbild,

Fig. 2 das Blockschaltbild einer Schalteranordnung zum Einschalten von Tiefpaßfiltern in die dem oberen und unteren Seitenband zugeordneten Kanäle des Funkempfängers nach Fig. 1 zur Erzielung eines besseren Störverhaltens und

Fig. 3 ein Spektrum zur Veranschaulichung eines stark gestörten Funksignales.

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Das Blockschaltbild eines erfindungsgemäßen Empfängers ist in Fig. 1 dargestellt. Ein derartiger Empfänger kann für den Empfang bestimmter Arten von amplitudenmodulierten Stereosignalen verwendet werden, beispielsweise nach dem Zweikanal-Einseitenbandverfahren (ISB) übertragene Stereosignale,bei denen der Nachrichtengehalt des linken Stereokanals im wesentlichen über das eine Seitenband und der Nachrichtengehalt des rechten Stereokanals über das zweite Seitenband übertragen wird. Der dargestellte Schaltkreis kann ebenfalls für den Empfang monophöner Signale Verwendung finden. Wenn ein solcher Schaltkreis zum Empfang monophöner Signale benutzt wird, hat er neben der verbesserten Trennschärfe gegenüber dem herkömmlichen, amplitudenmodulierten, monophonen Empfang den Vorteil, daß er Störungen von dem erwünschten Signal räumlich trennt.

Das erwünschte monophone Signal und viele der Komponenten eines stereophonen Signals scheinen von einem Punkt herzukommen, der in der Mitte zwischen dem linken und rechten Lautsprecher liegt. Nachbarkanalstörungen oberhalb des gewünschten Kanals scheinen jedoch von einem links von dem gewünschten Signal liegenden Punkt und Störungen unterhalb des gewünschten Signals scheinen von einem rechts von dem gewünschten Signal liegenden Punkt herzukommen.

Dies ermöglicht dem Hörer, die Störungen auszufiltern, und das gewünschte Signal zu bevorzugen. Um zu verstehen, wie das System eine verbesserte Trennschärfe ermöglicht, ist es erforderlich, die Fig. 1 zu untersuchen.

Eine Antenne 102 ist an den Eingang des HF-ZF-Schaltkreises 104 des Überlagungerungsempfängers angeschlossen. Der Zwischenfrequenzausgang des Schaltkreises 104 speist einen Verstärker 106. Das an einer Leitung 107 auftretende Ausgangssignal des Verstärkers 106 speist drei getrennte

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Schaltkreise, nämlich einen Schaltkreis für das obere Seitenband, einen Schaltkreis für das untere Seitenband und einen Schaltkreis für einen Trägerkanal. Der obere Schaltkreis wird durch ein Filter 10b abgetrennt, das seinerseits einen Verstärker 114 speist, dessen Ausgangssignal einem Produkt-Demodulator 118 zugeführt wird. Der Einspeiseanschluß des Produkt-Demodulators 118 ist mit dem Trägerkanalschaltkreis 110 über eine Leitung 111 in Verbindung. Der Trägerkanal wird verwendet, um das Trägersignal herauszutrennen und eine reine Trägerwelle zu erzielen. Ein Schaltkreis, der eine solche Aufgabe erfüllen kann, ist in der US-PS 3 973 203 beschrieben.

Es sind zahlreiche Methoden zur Trennung und Demodulation des Nachrichtengehalts in dem oberen und unteren Seitenband einer Zweiseitenband-Trägerwelle, unter Einschluß des Phasensprungsystems, zusätzlich zu dem in Fig. 1 dargestellten System bekannt. Eine verbesserte Methode zum Empfang eines amplitudenmodulierten Zweikanal-Einseitenband-Stereosignals ist ausführlich in der US-PS 4 018 994 beschrieben.

Das untere Seitenband wird mit Hilfe eines Filters 112 ausgesiebt, das seinerseits einen Verstärker 116 speist, dessen Ausgangsspannung einem Produkt-Demodulator 120 zugeführt wird. Der Produkt-Demodulator 120 erhält über die Leitung 111 auch das Ausgangssignal des Trägerkanals 110. In einer Ausführungsform dieses Systems können die Produkt-Demodulatoren 118 und 120 durch Hüllkurven-Demodulatoren ersetzt sein. Eine derartige Anordnung würde auch die Beseitigung des Trägerkanals 110 ermöglichen. Zur Erzielung einer minimalen Verzerrung und eines bestmöglichen Signalrauschabstandes in Randgebieten ist jedoch der Schaltkreis mit einem Produkt-Demodulator, wie er in Fig. 1 dargestellt ist, überlegen. Falls Hüllkurven-Demodulatoren ohne den Trägerkanalschaltkreis verwendet werden,müssten die Filter für das obere und

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untere Seitenband auch die Trägerkomponente durchlassen und somit komplizierte Eigenschafton aufweisen.

Das Ausgangssignal des Produkt-Demodulators 118 speist einen Verstärker 122 und das des Produkt-Demodulators 120 einen Verstärker 124. Das Ausgangssignal des Verstärkers 122 gelangt über ein Hochpaßfilter 138 zu einem Detektorschaltkreis 140. In ähnlicher Weise gelangt das Ausgangssignal des Verstärkers 124 über ein Hochpaßfilter 142 zu dem Detektorschaltkreis 144. Die Hochpaßfilter 138 und 142 sowie die Detektorschaltkreise 140 und 144 werden verwendet, um den Pegel des Störsignales neben den gewünschten Seitenbändern zu messen.

Zur Zeit haben in den Vereinigten Staaten von Amerika die Trägerfrequenzen der mit Amplitudenmodulation arbeitenden Rundfunkstationen im dafür vorgesehenen Normalband (Mittelwelle) Abstände von 10 kHz. Die Filter 138 und 142 dienen zum Abtrennen der Nachbarkanalstorsignale. Daher sollten die Filter 138 und 142 Schwingungen von 10 kHz mit verhältnismäßig geringer Dämpfung durchlassen.

Um die Stärke des Nachbarkanalträgers bequem abzufühlen, ist es erforderlich, daß die Filter in dem HF- und ZF-Schaltkreis 104 und die Seitenbandfilter 108 und 112 genügend breitbandig sind, um Signale durchzulassen, die gegenüber der mittleren oder gewünschten Trägerfrequenz um wenigstens + 10 kHz versetzt sind.

Die Ausgänge der Detektorschaltkreise 140 und 144 sind mit einem Vergleichsschaltkreis 146 über die Leitungen 141 und 145 verbunden. Der Vergleichsschaltkreis 146 bestimmt welcher der Detektorschaltkreise 140, 144 eine Schwingung mit einem höheren Pegel erzeugt. Falls der Detektorschaltkreis 140 ein stärkeres .Ausgangssignal als der Detektorschaltkreis 144 liefert, kann davon ausgegangen wer-

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den, daß Störeinflüsse auf das obere Seitenband größer als Störeinflüsse auf das untere Seitenband waren. Der Vergleichsschaltkreis 146 würde dann beispielsweise ein umschaltbares Tiefpaßfilter 126 auf eine niedrigere Grenzfrequenz umschalten. Wenn das Ausgangssignal des Detektorschaltkreises 144 auf der Leitung 145 eine größere Spannung als die auf der Leitung 141 vorhandene Spannung hat, wäre umgekehrt anzunehmen, daß der Störeinfluß auf den unteren Seitenbandkanal größer war und ein umschaltbares Tiefpaßfilter 128 würde auf eine niedrigere Grenzfrequenz als die des Filters 126 umgeschaltet werden.

Die Grenzfrequenzen der Filter 126 und 128 könnten eine stetige Funktion des Störpegels sein oder in diskreten Stufen springen. Beispielsweise könnte der einem starken Störpegel unterliegende Kanal auf eine Grenzfrequenz von einem Drittel seiner normalen _t vollen Bandbreite eingestellt werden, die verwendet wird, wenn der Kanal ein verhältnismäßig störungsfreies Signal empfängt. Im Fernmeldewesen mag die Grenzfrequenz 1 kHz betragen. Das einen niedrigeren Störpegel messende Breitbandfilter kann in einem Ausführungsbeispiel der Erfindung seine Breitbandcharakteristik beibehalten oder aber in seiner Bandbreite um einen Betrag verringert werden, der kleiner als der Betrag des Seitenbandes ist, das unter einer stärkeren Störung leidet.

Der Grund dafür, daß es unter bestimmten Bedingungen vorteilhaft sein kann, den Frequenzgang beider Seitenbänder zu verringern, liegt darin, daß Störungen in beiden Seitenbändern ein Zeichen dafür sind, daß das gewünschte Signal schwach ist. Somit kann eine Verringerung der Bandbreite dazu beitragen, ungünstige Rauschverhältnisse zu meistern.

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Der Ausgang der umschaltbaren oder steuerbaren Tiefpaßfilter 126 und 128 speist getrennte Verstärker 130 und 132, die ihrerseits beispielsweise den linken,das obere Seitenband übertragenden elektroakustischen Wandler und den rechten, das untere Seitenband übertragenden elektroakustischen Wandler speisen. Bei der üblichen Verwendung des Gerätes sind die elektroakustischen Wandler herkömmliche Lautsprecher, obwohl Stereokopfhörer in vielen Fällen verwendet werden können.

Es sei darauf hingewiesen, daß, obwohl in Fig. 1 die Verwendung der Filtermethode zur Isolierung von Seitenbändern dargestellt ist, der Erfindungsgedanke ebenfalls bei der Phasensprungmethode zur Seitenbandauswahl angewendet werden kann. Nach der Phasensprungmethode arbeitende Empfänger sind dem Fachmann bekannt und ein auf der Phasensprungmethode beruhendes Verfahren zum Seitenbandempfang ist in der US-PS 4 018 994 beschrieben. Der in dieser Patentschrift gezeigte Schaltkreis ist besonders für den Empfang kompatibler,amplitudenmodulierter Stereosendungen geeignet. Der Schaltkreis kann so abgeändert werden, daß die Vorteile der neuen Erfindung erzielt werden, indem die Ausgangssignalenach Fig. 1 der US-PS 4 018 vor Einspeisen der Stereosignale in die Lautsprecher 68 und 70 abgegriffen werden und in den in der hier vorliegenden Fig. 1 dargestellten, mit den Ausgängen der Verstärker 122 und 124 verbundenen Schaltkreis eingespeist werden. Selbstverständlich wird dann der in der vorliegenden Fig. 1 dargestellte Schaltkreis bis zu diesen Punkten in dem System nicht länger benötigt, d.h. die gesamte Schaltung ein- . schließlich die Verstärker 122, 124 und der diese Verstärker speisenden Blöcke würdm wegfallen, da die Stereotrennschaltung nach Fig. 1 der US-PS 4 018 994 die gesamte, notwendige Signalverarbeitung übernimmt, die von den weggefallenen Blöcken durchgeführt wurde. Es sei darauf

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hingewiesen, daß die Phasenschiebernetzwerke 68 und nach Fig. 1 der US-PS 4 018 994 in ihrem Aufbau geändert werden müssen, so daß wenigstens ein geringes Maß an Seitenbandunterdrückung bei 10 kHz vorhanden ist. Während eine Trennung bei diesen höheren Frequenz gewöhnlich für einen Stereoempfang nicht notwendig ist, ist dies zum Abtasten der Nachbarkanalstörsignale gemäß der vorliegenden Erfindung erforderlich. Eine Trennung von höheren Frequenzen ist ebenfalls notwendig, wenn der sog. Cocktail-Party-Effekt ausgenutzt werden soll, der es einem Zuhörer mit zwei Ohren ermöglicht, die von zwei verschiedenen sprechenden Personen bei ihm ankommenden Schallwellen zu trennen und den Worten eines Sprechers mehr Aufmerksamkeit zu schenken als denen des anderen. Dieser richtungsabhängige Sprecherauswahl-Effekt ist allgemein bekannt.

Herkömmliche Phasensprung-Einseitenband-Empfänger, wie sie in der Literatur beschrieben sind, können bei der vorliegenden Erfindung auch für monophonen Empfang verwendet werden.

Wenn das mittels des Filters 108 ausgesonderte und mittels des Produkt-Demodulators 118 demodulierte Seitenband das obere Seitenband darstellt und die Störsignale oberhalb des gewünschten Signals größer als die darunterliegenden Störsignale sind, wird das Signalfilter 126 auf eine niedrigere Grenzfrequenz als die des Filters umgeschaltet und die Störung wird gedämpft. Es ist auch möglich, kontinuierlich die hochfrequente Grenzfrequenz des Tiefpaßfilters gemäß einer Funktion der Störung zu verringern, anstatt ein umschaltbares Filter, wie in Fig. 1 unten gezeigt, zu verwenden.

Bei einem weiteren Ausführungsbeispiel der Erfindung werden beide Filter 126 und 128 durch Verkleinern ihrer Grenz-

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frequenzen gesteuert, jedoch erhält der stärkeren Störsignalen ausgesetzte Kanal eine tiefere Grenzfrequenz.

Statt Hochbaßfilter zu verwenden, die an die Ausgänge der Verstärker 122 und 124 angeschlossen sind, können mit dem Ausgang des Verstärkers 106 verbundene, d.h. in der Leitung 107 liegende Bandfilter verwendet werden. Solche Filter wären jedoch etwas teurer als die in Fig. 1 dargestellten Hochbaßfilter 138 und 142, wenn sie eine angemessene Trennschärfe haben sollen.

Die Ausgänge der umschaltbaren Tiefbaßfilter 126 und 128 liegen an den Eingängen der Verstärker 130 und 132, die die Schaltkreise für die elektroakustischen Wandler speisen. Die elektroakustischen Wandler können Lautsprecher oder stereophone Kopfhörer sein. Wenn in geeigneter Weise aufgestellte Lautsprecher (in Wohnungen beispielsweise in einem Abstand von 1,20 m bis 2,40 m ,in Kraftfahrzeugen oder anderen eingeschlossenen Räumen können die Lautsprecher näher angeordnet sein) oder wenn stereophone Kopfhörer zum Empfang monophoner Zweiseitenbandsignale mit identischem Nachrichtengehalt in ihren oberen und unteren Seitenbänden verwendet werden, kann der oben erwähnte, sog. "Cocktail-Party-Effekt" verwendet werden, um NachbarkanalStörungen auszufiltern. Wenn die Nachbarkanalstörung unterhalb des gewünschten Kanals, d.h. der sich an das untere Seitenband des gewünschten Signals anschliessende Kanal, beispielsweise zur Linken des Hörers erscheint, erscheint die Nachbarkanalinterferenz oberhalb des gewünschten Kanals, d.h. des Kanals, der sich an das obere Seitenband des gewünschten Signals anschließt, zur Rechten des Hörers. Der Nachrichtengehalt des oberen und unteren Seitenbandes wird in Phase, den Lautsprechern zugeführt und erzeugt den Eindruck, daß das gewünschte Signal aus der Mitte kommt, d.h. mitten zwischen den beiden Lautsprechern .

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Durch dieses Verfahren wird des dem Zuhörer ermöglicht, den sog. Cocktail-Party-Effekt auszunutzen und die gewünschte Information aus den Störsignalen auszufiltern, die dem Zuhörer von der Seite her kommend erscheinen.

Der gleiche Effekt ist in einem gewissen Ausmaß bei dem oben beschriebenen, für Amplitudenmodulation ausgelegten Stereoempfänger gemäß der Erfindung vorhanden (mit der Ausnahme, daß die Störungen des unteren Seitenbandes sich rechts und die Störungen des oberen links vom Zuhörer befindent. Da die gewünschten Signalkomponenten jedoch nicht alle in die Mitte fallen, sondern an näher zu den Lautsprechern gelegenen Orten auftreten können, ist die Möglichkeit zur Ausnutzung des Cocktail-Party-Effekts geringer.

Fig. 3 zeigt ein Spektrum, das typsich für den normalen/ amplitudenmodulierten Rundfunk ist, bei dem die erwünschte Trägerfrequenz mit F bezeichnet ist. Die Trägerfrequenz des um 10 kHz oberhalb des gewünschten Trägers liegenden Kanals ist mit F +1 bezeichnet. Die um 20 kHz höher liegende Nachbarkanalträgerfrequenz liegt bei F +2. In ähnlicher Weise haben die Störsignale der tieferliegenden Nachbarkanäle Trägerfrequenzen bei F -1 und F -2.

Es sei erwähnt, daß sich die Seitenbänder wesentlich überlappen, da die meisten Rundfunkstationen mit qualitativ guter Amplitudenmodulation Seitenbänderkomponenten aufweisen, die wesentlich weiter als 5 kHz reichen. Die Seitenbandkomponenten von Nachbarkanalstationen können daher in den Durchlaßbereich des gewünschten Signales fallen. Wenn dies geschieht, erzeugen sie eine seltsam klingende, manchmal Affengekreisch (monkey chatter) genannte Nachbarkanalstörung, die unverständlich und ziemlich unangenehm anzuhören ist.

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Somit ist der Hörer einer von den Seitenbändern der Nachbarkanalsignale herrührenden Störung selbst dann ausgesetzt, wenn der Empfänger die Trägerfrequenzkomponente der Nachbarkanalstörung vollkommen unterdrückt. Die vorliegende Erfindung trägt nicht nur durch merkliches Abschwächen der näher als 10 kHz an den gewünschten Träger heranreichenden Signale dazu bei, den 10 kHz-Uberlagungspfeifton zu entfernen, sondern dämpft ebenfalls die Seitenkanalstörung oder das Affengekreisch. Bei dem in Fig. 3 gezeigten Beispiel ist die Störung durch den oberhalb der Trägerfrequenz liegenden Nachbarkanal merklich größer als die von dem Störsignal des unteren Seitenbandes ausgehende Störung. Daher ist es wichtig, daß der Durchlaßbereich des Empfängers für sein oberes Seitenband wesentlich verkleinert wird. Befände sich der Empfänger an einer Stelle, an der das untere Seitenband einer größeren Störung ausgesetzt ist, wäre es notwendig, für das untere Seitenband zusätzlich Trennschärfe einzuschalten.

Im allgemeinen trifft es zu, daß die Frequenzpläne so gemacht sind, daß in einem bestimmten Bereich wenig Störungen durch Nachbarkanalsignale auftreten,die im Abstand von 10 oder 20 kHz von einer bestimmten, zugeteilten Sollfrequenz einer Rundfunkstationen liegen. Wenn jedoch ein Hörer eine weit entfernte Rundfunkstation einstellt, ist die Wahrscheinlichkeit groß, daß sie durch Nachbarkanalinterferenz gestört wird.

Wie oben erläutert ist, nützt die Erfindung den sog. Cocktail-Party-Effekt aus, um die Nachbarkanalstörung-Unterdrückungseigenschaften von Rundfunkempfängern zu verbessern.

um den Cocktail-Party-Effekt wirksam werden zu lassen, ist es notwendig, daß.der scheinbare Ort der erwünschten Schallquelle räumlich von dem scheinbaren Ort der Stör-

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wellen getrennt ist. Somit ist es wesentlich, daß die Seitenbandtrennung sowohl für die stereophone als auch für die monophone Ausführungsform der Erfindung wirkungsvoll für alle Komponenten ist, die innerhalb der effektiven oberen Grenzfrequenz des Tonfrequenzdurchlaßbereiches fallen. Es ist jedoch nicht ebenso wesentlich, daß die Trennung für den niederfrequenten Teil des Tonfrequenzbandes stark ist, da Nachbarkanal-Störkomponenten im allgemeinen nicht in die Nähe des gewünschten Trägersignales fallen. Daher braucht die Schaltung zur Trennung der Seitenbänder in dem monophonen Ausführungsbeispiel für Frequenzen von beispielsweise weniger als 1 oder 2 kHz nicht besonders wirksam zu sein. Wird die Phasensprungmethode zur Trennung des oberen und unteren Seitenbandes benutzt, brauchen die Netzwerke somit keine genaue Phasenkorrektur im niederfrequenten Bereich aufzuweisen und dementsprechend werden weniger Bauteile benötigt.

Im Fall einer amplitudenmodulierten Stereorundfunksendung wird die Trennung sowohl für die stereophone Wiedergabe als auch für die Unterdrückung von Störungen benötigt. Daher erfordern die für den amplitudenmodulierten Stereoempfang verwendeten Netzwerke eine verhältnismäßig gute Trennschärfe bis beispielsweise herunter auf wenigstens 300 Hz.

Bei den amplitudenmodulierten Stereoanlagen, die in den US-Psen 3 218 393, 3 908 090, 3 947 749 und 4 018 994 beschrieben sind, hatten die in den Empfängern verwendeten Phasenschiebernetzwerke eine gute Trennschärfe, d.h. 20 oder mehr db von 200 Hz bis 5000 Hz. Der gesamte monophone Frequenzgang des Empfängers war jedoch etwas größer, d.h. bis zu 10 kHz. Der Grund dafür, daß ein Schaltkreis zur Trennung für die höheren Frequenzen nicht vorgesehen war, lag darin, daß wenig Stereonachrichtengehalt in den hochfrequenten

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Tönen enthalten ist, wenn ein ausreichender Nachrichtengehalt in dem unteren und mittleren Bereich vorhanden ist, um jemandem eine Ortsbestimmung zu ermöglichen. Daher war aus wirtschaftlichen und anderen Gründen die Trennung auf ungefähr 200 Hz bis 5000 Hz, wie oben erwähnt, begrenzt, was in etwa den Trennungseigenschaften des Stereosenders entsprach.

Im vorliegenden Fall ist es wünschenswert, eine verhältnismäßig gute Trennung für den gesamten hochfrequenten Frequenzgang des Systems zu erhalten, so daß Störungen ausgefiltert werden können und der Cocktail-Party-Effekt vollständig ausgenutzt werden kann. Die Trennschärfe braucht jedoch nicht sehr groß zu sein, damit ein Zuhörer fähig ist, Störungen auszufiltern. Im allgemeinen ist eine Trennungsgüte von 10 db angemessen.

Falls weiterhin das Ausführungsbeispiel der Erfindung verwendet wird, das eine zusätzliche Filterung der Nachbarkanalstörungen aufweist, braucht die Trennung für das System nur ausreichend zu sein, um den Pegel der Storungsschwingungen zu messen. Beispielsweise ist es lediglich notwendig, daß die Trennung bei 10 kHz angemessen ist, wenn die Vorrichtung in Systemen verwendet wird, bei denen die Trägerfrequenz des Nachbarkanalstörers bekannt ist, wie im normalen amplitudenmodulierten Rundfunk, d.h. 10 kHz neben dem erwünschten Träger. Somit ist es nicht notwendig, den ganzen Cocktail-Party-Effekt für solche Frequenzkomponenten auszunutzen, die durch die Tiefpaßfilter nach Fig. 1 oder 3 unterdrückt oder wenigstens stark gedämpft werden, falls sie stark genug sind, um zu stören. Tatsächlich kann das Netzwerk so aufgebaut sein, daß die Trennung beispielsweise oberhalb einiger kHz schlecht ist, wenn sie nur bei 10 kHz wiederhergestellt ist. Diese erleichterte Anforderung an die Filtereigenschaften kann wesentlich zu einer Reduzierung der Kosten und Komplexität

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der Anordnungen zur Trennung der oberen und unteren
Seitenbandkomponenten beitragen.

Konstruktionseinzelheiten von Phasenschiebernetzwerken
sind in dem Aufsatz "Normalized Design of 90° Phase-Difference Networks" von S.D.Bedrosian in den IRE Transactions of the Professional Groups on Circuit Theory
Vol. CP-7, No. 2, auf den Seiten 128 bis 136 (Juni 1960)
sowie in der dort zitierten Literatur beschrieben.

Fig. 2 zeigt eine Schalteranordnung, die verwendet werden kann, um den erwünschten,verbesserten Trennungseffekt zu erhalten. Ein elektronischer Schalter 200, der aus den Umschaltern 202, 206, 208 und 212 zusammengesetzt ist,
wird verwendet, um den Frequenzgang des Systems von dem
vollen Frequenzgang (Stellung 2) auf einen Frequenzgang
des oberen Seitenbandes von 2 kHz (Stellung 1) und den
vollen Frequenzgang (Stellung 2) des unteren Seitenbandes auf 2 kHz (Stellung 3) zu reduzieren. Die Schalteranordnung kann an die Stelle der Filter 126 und 128 der Fig. 1 treten und wird dann durch den Vergleichsschaltkreis 146 gesteuert. Die Umschalter 208 und 212 dienen zum Umschalten des Frequenzganges des Systems auf die Nachricht des unteren Seitenbandes. Die Umschalter sind miteinander
gekuppelt oder verbunden, so daß sie ihre Stellungen gemeinsam verändern. Bei der in Fig. 2 dargestellten Stellung ist der Frequenzgang des oberen Seitenbandes durch ein Tiefbaßfilter 204 auf 2 kHz und der des unteren Seitenbandes durch ein Tiefbaßfilter 210 auf 3 kHz begrenzt. Wenn sich die Schalter in der Stellung 3 befinden, wie dies im Fall von starken Störungen des unteren Seitenbandes der Fall ist, wird die Bandbreite des unteren Seitenbandes auf 2 kHz und die des oberen Seitenbandes auf 3 kHz begrenzt.

Sind keine Störungen vorhanden oder sind deren Pegel klein, befinden sich die Umschalter in der Stellung 2, so daß die

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Filter nicht wirksam sind und der maximale Frequenzgang vorhanden ist. Bei manchen Systemen kann es wünschenswert sein, nur ein Filter einzuschalten und das andere Seitenband mit vollem Frequenzgang durchzulassen. Eine derartige Schalteranordnung kann unmittelbar durch Abänderung des Schaltkreises nach Fig. 2 erhalten werden, indem das Filter 210 entfernt wird und die vorher zu dem Eingang des Filters 210 führende Leitung mit der vorher mit dem Ausgang des Filters 210 verbundene Leitung in Verbindung gebracht wird.

Für den Fachmann ist es offensichtlich, daß die Tonfrequenzfilter 204 und 210 an eine Vielzahl von anderen Punkten angeordnet werden können oder daß eine Kombination von Filtern benutzt werden kann, um die erwünschte_/ erhöhte Trennschärfe zu erzielen. Die Eigenschaften der Filter können in diskreten Schritten oder aber kontinuierlich verändert werden. Die Filter können passive Filter sein, die nach den in vielen Literaturstellen beschriebenen Verfahren aufgebaut sind, wie beispielsweise in "Filter Design Data for Communication Engineers" von J.H. Mole, John Wiley & Sons., Inc., New York, 1952. Auch aktive Tonfrequenzfilter können verwendet werden. Die Konstruktion von aktiven Filtern ist ebenfalls in zahlreichen Literaturstellen beschrieben, beispielsweise in "Rapid Practical Design for Active Filters" von D.E. Johnson und J.L. Hilburn, John Wiley & Sons, Inc., New York, 19 75.

Selbstverständlich sind die oben beschriebenen Anordnungen nur Veranschaulichungen der zahlreichen möglichen Ausführungsbeispiele, die Anwendungen der vorliegenden Erfindung sind. Zahlreiche Abwandlungen der Prinzipien der vorliegenden Erfindung können unmittelbar entworfen werden, ohne den Rahmen der Erfindung zu verlassen.

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Le e rs e i te

Claims

. ^ q η q Patentanwälte Dipl.-Ing. W. Scherrmann Dr.-Ing. R. Rüger £ Q U O Q / 7300 Ess|jngen (Neckar). Webergasse 3, Postfach 348 30. Januar 1978 Telefon PA 1 rawa Stuttgart (0711) 356539 35 9619 Telex 07 256610 smru Telegramme Patentschutz Esslingenneckar Patentansprüche

1. Verfahren zur Minderung der Nachbarkanalstörung beim Empfang eines amplitudenmodulierten Funksignales, das als ein zweikanaliges,jeweils für ein Ohr bestimmtes Tonsignal wiedergegeben wird, dadurch gekennzeichnet, daß das obere und untere Seitenband des amplitudenmodulierten Funksignales nach seiner Demodulation jeweils dem einen Ohr zugeordneten Kanal zugeführt wird und daß nach Messen des Pegels der empfangenen Nachbarkanalstörung in dem demodulierten oberen und unteren Seitenband automatisch der Tonfrequenzgang desjenigen Kanals eingeengt wird, dessen rlachbarkanalstörungspegel größer ist, sobald dieser Pegel einai vorherbestimmten Wert überschreitet.

2. Verfahren nach Anspruch 1 zur Verminderung der Nachbarkanalstörung eines nach dem Zweikanal-Einseitenbandverfahren übertragenen stereophonen, amplitudenmodulierten Funksignales, dadurch gekennzeichnet, daß durch die Messungen die empfangenen Nachbarkanalstörungen jeweils in dem oberen und unteren demodulierten Seitenband des Stereosignales gemessen werden und der Tonfrequenzgang desjenigen Stereokanales eingeengt wird, der die größere Nachbarkanalstörungen aufweist.

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3. Verfahren nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß zusätzlich der 'i'onfrequenzgang des Kanales mit dem geringeren Machbarkanalstörpegel um einen Betrag eingeengt wird, der jedoch kleiner als der der Bandbreitenverringerung des anderen Kanales ist.

4. Verfahren nach Anspruch 1, 2 oder 3, dadurch gekennzeichnet, daß der vorherbestinunte Wert ungefähr 0,1 % des Leistungswertes des amplitudenmodulierten Seitenbandsignales ist.

5. Verfahren nach Anspruch 1,2,3 oder 4, dadurch gekennzeichnet, daß der Tonfrequenzgang des einem größeren Nachbarkanalstörpegel ausgesetzten Kanals ungefähr auf ein Drittel des vollen Frequenzganges verringert wird.

6. Verfahren nach Anspruch 1, 2, 3, 4 oder 5, dadurch gekennzeichnet, daß der Tonfrequenzgang des dem größeren Nachbarkanalstörpegel ausgesetzten Kanals auf etwa 2 kHz begrenzt wird.

7. Verfahren nach einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß der Frequenzgang des einem größeren Nachbarkanalstörpegel ausgesetzten Kanales auf etwa 2 kHz verringert wird, während der Frequenzgang des anderen Kanales auf etwa 3 kHz verringert wird.

8. Funkempfänger zum Empfang eines amplitudenmodulierten Signales mit zwei Kanälen, die jeweils einem Ohr zugeordnet sind, mit Stufen zum Umsetzen des empfangenen Signales in ein Zwischenfrequenzsignal und anschließender Demodulierung, dadurch gekennzeichnet, daß er den Frequenzgang des einen Kanals in Bezug auf den anderen Kanal vergrößernde, dadurch die Unterdrückung

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von Nachbarkanalstörungen verbessernde Einrichtungen aufweist, die jeweils einen dem oberen und unteren Seitenband zugeordneten und die Seitenbänder demodulierenden Demodulator (108, 114, 118; 112, 116, 120) enthalten, die an zwei die jeweiligen Seitenbänder wiedergebende Ausgangskanäle (L, 130, 134; R 132, 136) angeschlossen sind, daß auf das obere und untere demodulierte Seitenband ansprechende und den dachbarkanalStörpegel in dem jeweiligen demodulierten Signal feststellende Storpegelmeßeinrichtungen (138, 140; 142, 144) sowie dem jeweiligen Ohr zugeordnete Signalbeeinflussungseinrichtungen (126, 128) vorgesehen sind, die an die Storpegelmeßeinrichtungen (138, 140; 142, 144) angeschlossen und durch diese steuerbar sind, so daß der Tonfrequenzgang des Kanales mit dem größeren Nachbarkanalstörpegel durch Einengung seines Frequenzganges beeinflußbar ist, wenn die Nachbarkanalstörung in ihm oberhalb eines vorherbestimmten Wertes liegt.

9. Funkempfänger nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, daß er einen die relativen Nachbarkanalstörpegel vergleichenden Vergleichsschaltkreis (146) aufweist, dessen Eingang an die Storpegelmeßeinrichtungen (138, 140; 142, 144) beider Kanäle und dessen Ausgang an die Signalbeeinflussungseinrichtungen (126, 128) der jeweiligen Kanäle angeschlossen ist, über die der Tonfrequenzgang des Kanals mit dem größeren Nachbarkanalstörpegel reduzierbar ist.

10. Funkempfänger nach einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die Signalbeeinflussungseinrichtungen steuerbare Tiefpaßfilter (126, 128) aufweisen.

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11. Funkeinpfanger nach einem der vorangehenden Ansprüche, der für den Empfang amplitudenmodulierter Stereosignale ausgelegt ist und dessen jeweils einem Ohr zugeordnete Kanäle Stereokanäle sind, dadurch gekennzeichnet, daß durch den das Zwischenfrequenzsignal demodulierenden Demodulator (108, 114, 118; 112, 116, 120) ein Stereosignalpaar erzeugbar ist, das gegenüber Nachbarkanalstörungskomponenten oberhalb 5 kHz eine wesentliche Trennung aufweist und daß der Tonfrequenzgang des einem größeren Nachbarkanalstörpegel ausgesetzten Stereokanales mit Hilfe der Signalbeeinflussungseinrichtung (126, 128) auf etwa 2 kHz reduzierbar ist.

12. Funkempfänger nach einem der vorangehenden Ansprüche, der zum Empfang amplitudenmodulierter Stereosignale ausgelegt ist und dessen jeweils einem Ohr zugeordnete Kanäle Stereokanäle sind, dadurch gekennzeichnet, daß das von dem Demodulator (110, 114, 118; 112, 116, 120) erzeugte Stereosignalpaar eine wesentliche Trennung für Signalkomponenten bis zu Frequenzen von wenigstens 10 kHz hat und daß durch die Signalbeeinflussungseinrichtungen (126, 128) der Frequenzgang des einem größeren Nachbarkanalstörpegel ausgesetzten Stereokanales auf etwa ein Drittel des vollen Frequenzganges des Stereokanales reduzierbar ist.

13. Funkempfänger nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die Störpegelmeßeinrichtungen (138, 140; 142, 144) beim Auftreten eines vorherbestimmten Pegels von etwa 0,1 % des Seitenband-Leistungspegels wirksam sind.

14. Funkempfänger nach einem der vorhergehenden Ansprüche» der für den Empfang amplitudenmoäulierter Stereosignale

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ausgelegt ist und dessen jeweils einem Ohr zugeordnete Kanäle Stereokanäle sind, dadurch gekennzeichnet, daß
die auf den Pegel der Störungen der Seitenbandleistung ansprechenden Störpegelmeßeinrichtungen (138, 140; 142, 144) beim Auftreten eines vorherbestimmten Pegels von
etwa 0,1 % des Seitenband-Leistungspegels wirksam sind.

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