DE3042059C2

DE3042059C2 - Fernsehempfänger zum Empfangen eines mit einem Videosignal amplitudenmodulierten Bildträgers und eines mit einem Tonsignal frequenzmodulierten Tonträgers

Info

Publication number: DE3042059C2
Application number: DE3042059A
Authority: DE
Inventors: Hans Jacob Apeldoorn; Miloslav Eindhoven Tryzna
Original assignee: Philips Gloeilampenfabrieken NV
Current assignee: Koninklijke Philips NV
Priority date: 1979-11-09
Filing date: 1980-11-07
Publication date: 1982-12-02
Also published as: GB2063599A; IT1129821B; DE3042059A1; ES496631A0; BR8007187A; AU6409080A; IT8068704A0; NL7908216A; GB2063599B; CA1152635A; PL227703A1; ES8201790A1; JPS5683187A; US4349842A

Description

Die Erfindung bezieht sich auf einen Fernsehempfänger zum Empfangen eines mit einem Videosignal amplitudenmodulierten Bildträgers und eines mit einem Tonsignal frequenzmodulierten Tonträgers, mit einer Mischschaltung zum Erzeugen des demodulierten Videosignals und eines amplitudenmodulierten Tonzwischenträgersignals, und weiterhin mit einem Frequenzdemodulator zum Erzeugen des demodulierten Tonsignals.

In einem derartigen Fernsehempfänger wird durch die Mischschaltung das Tonzwischenträgersignal (Tondifferenzträgersignal) erzeugt, d. h. ein mit dem Tonsignal frequenzmoduliertes Signal., wobei die Frequenz seines Trägers dem Unterschied zwischen den Frequenzen der beiden Träger entspricht. Das Signal weist außerdem eine unerwünschte Amplitudenmodulation auf. Um ein Tonzwischenträgersignal zu erhalten, das keine Amplitudenmodulation aufweist, wird es in bekannten Fernsehempfängern zunächst verstärkt und dann einer Begrenzerschaltung zugeführt. Das begrenzte Signal hat eine nahezu konstante Amplitude und wird einem Frequenzdemodulator zum Erzeugen des demodulierten Tonsignals zugeführt.

Es hat sich jedoch herausgestellt, daß die Begrenzerschaltung eine Phasenmodulation in das Tonzwischenträgersignal einführt Da die Frequenzmodulation im wesentlichen eine Art von Phasenmodulation ist, bedeutet dieses Begrenzen eine Verzerrung des erhaltenen demodulierten Tonsignals. Es dürfte daher einleuchten, daß es erwünscht ist für eine Tonwiedergabe, die hohe Qualitätsaniorderungen erfüllt, daß die Amplitude des Tonzwischenträgersignals auf eine andere Art und Weise nahezu konstant gehalten wird. Zwar kann die Mischschaltung, die das Zwischenträgersignal erzeugt, derart entworfen werden, daß die dadurch eingeführte Amplitudenmodulation gering ist In diesem Fall verhält sich jedoch die Mischschaltung wie ein Begrenzer und verursacht selber eine Phasenmodulation, die nicht mehr aufgehoben werden kann.
Weiter ist es aus der DE-AS 1191439 bekannt, die starke Amplitudenmodulation eines Intercarrier-Signals weitgehend zu unterdrücken dadurch, daß eine Mischstufe verwendet wird, deren Verstärkung mit zunehmender Amplitude der Eingangsschwingungen abnimmt

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, einen Fernsehempfänger der obengenannten Art zu schaffen, in dem das dem Frequenzdemodulator angebotene Tonzwischenträgersignal nahezu keine Amplitudenmodulation aufweist, ohne daß eine Begrenzerschaltung verwendet wird. Dazu ist der Fernsehempfänger nach der Erfindung gekennzeichnet durch eine Multiplizier-Teilerschaltung zum Teilen des Tonzwischenträgersignals durch die an einer Ausgangsklemme der Mischschaltung detektierte Amplitudenmodulation derart, daß das so erhaltene, dem frequenzdemodulator zugeführte Tonzwischenträgersignal eine nahezu konstante Amplitude aufweist.

Es sei bemerkt, daß in der britischen Patentschrift 5 62 702 eine Schaltungsanordnung für einen Empfanger frequenzmodulierter Signale beschrieben ist, in dem eine störende Amplitudenmodulation dadurch verringert wird, daß die detektierte Amplitudenmodulation mit dem diese Amplitudenmodulation aufweisenden frequenzdemodulierten tonfrequenten Signal multipliziert wird. Die Verbesserung ist jedoch um so größer, je kleiner die Modulationstiefe des amplitudenmodulatierten Signals ist, was für den Tonteil in einem Fernsehempfänger nicht nützlich ist, wegen der Tatsache, daß die störende Amplitudenmodulation auch durch das Bildträgersignal verursacht wird, welches Signal eine Modulationstiefe hat, die hohe Werte annehmen und sogar 100% betragen kann. Durch die bekannte Schaltungsanordnung entsteht außerdem eine Umhüllende, deren Frequenz die doppelte von der der Störung ist und die sich schwer eliminieren läßt

In einer bevorzugten Ausführungsform weist der erfindungsgemäße Fernsehempfänger das Kennzeichen auf, daß die Multiplizier-Teilerschaltung einen Funktionsgenerator, dessen Ausgangssignal dem Eingangssignal nahezu umgekehrt proportional ist, und eine Multiplizierschaltung enthält, wobei das Eingangssignal des Funktionsgenera tors die detektierte Amplitudenmodulation ist und wobei das Ausgangssignal des

Funktionsgenerators in ^cr MultipIizierschaUung mit dem Tonzwischenträgersignal multipliziert wird.

Der erfindungsgemäße Fernsehempfänger kann das Kennzeichen aufweisen, daß die detektierte AmpliU denmodulation das von der Mischschaltung herrüh- a rende demodulierte Videosignal ist. Auf andere Weise kann der Empfänger nach der Erfinrtuiig gekennzeichnet sein durch eine Demodulatorschaltung zum Amplitudendemodulieren des von der Mischschaltung herrührenden Tonzwischenträgersignais, wobei das Ausgangssignal der Demodulatorschaltung die detektierte AmpHfijJi'.nrnGdulation ist.

Ein Funktionsgenerator für einen Fernsehempfänger nach der Erfindung, der einen Differenzverstärker enthält, in dem die Steuerspannungen von stromgesteuerten Dioden herrühren, kann das Kennzeichen aufweisen, daß jede Diode über einen Widerstand mit einer Stromquelle verbunden ist und daß ein weiterer Widerstand mit den Elektroden einer Diode verbunden ist.

Ausführungsbeispiele der Erfindung sind in der Zeichnung dargestellt und werden im folgenden näher beschrieben. Es zeigt

Fig. 1 ein Blockschaltbild eines Teils einer ersten Ausführungsform des erfindungsgemäßen Fernsehempfängers,

Fig. 2 ein Blockschaltbild eines Teils einer zweiten Ausführungsform des erfindungsgemäßen Fernsehempfängers,

Fig. 3 einen detaillierten Schaltplan einer Schaltungsanordnung, die einen Teil des erfindungsgemäßen Fernsehempfängers bildet.

Der Fernsehempfänger nach Fig. 1 hat einen HF- und ZF-Teil 1, an den eine Mischschaltung 2 angeschlossen ist. An einer Ausgangsklemme 3 derselben ist im Betrieb ein demoduliertes Videosignal vorhanden, das in einem Videoverstärker 4 verstärkt und verarbeitet wird. Das Ausgangssignal des Verstärkers 4 wird einer Bildwiedergaberöhre 5 zugeführt.

An einer Ausgangsklemme 6 der Mischschaltung 2 ist ein Tonzwischenträgersignal vorhanden, d. h. ein mit einem Tonsignal frequenzmoduliertes Signal, wobei die Frequenz seines Trägers dem Unterschied zwischen den Frequenzen der Bild- und Tonträger entspricht. Dieses Signal wird einem Verstärker 7 zugeführt, der selektive Mittel enthält. An der Ausgangsklemme 8 desselben ist ein frequenzmoduliertes Signal vorhanden, dessen Ruhefrequenz, d. h. die Frequenz beim Fehlen von Modulation, dem Unterschied zwischen der Frequenz des Bildträgers und der Ruhefrequenz des Tonträgers entspricht. Für manche europäische Länder beispielsweise ist die erstgenannte Frequenz in den ZF-Stufen 38,9 MHz, während die zweite genannte Frequenz 33,4 MHz ist, so daß das Signal an der Klemme 8 eine Ruhefrequenz hat von 5,5 MHz.

Das Ausgangssignal des Verstärkers 4 wird auch einem Funktionsgenerator 9 zugeführt, dessen Ausgangssignal dem Eingangssignal nahezu umgekehrt proportional ist. Dieses Ausgangssignal wird einer Eingangsklemme 11 einer MultipIizierschaUung 12 zügeführt, während eine andere Eingangsklemme 10 derselben mit der Klemme 8 verbunden ist,

Das Videosignal an der Klemme 3 kann wie folgt geschrieben werden: (1 +m sin pt) cos w,i, wobei W₁ die Winkelgeschwindigkeit des Bildträgers ist, d. h. 2,τ· 38,9-10⁶ in dem gegebenen Beispiel, während ρ die Winkelgeschwinciipkeit und m die Modulationstiefe der modulierenden Welle ist. Das Signal an der Klemme B ist dann dem Wert

(1 + m sin pt) cos ! (W₁ - s*:) r + -~~— ?r;s qi \ ψ\ L 'ι ' j

proportional, wobei w₂ die Winkelgeschwindigkeit des Tonträgers ist, d.h. 2/τ·3,34·10⁶ in dem geeebvicr. Beispiel, während q die Winkelgeschwindigkeit der modulierenden Welle, Aw der Frequenzhub und φ em konstanter Winkel ist Unter diesen Umständen ist das Signal an der Klemme 11 dem Wert

1 + m sinp/

proportional. Daraus geht hervor, daß bei einer geeigneten Einstellung der Proportionalitätskonstanten das Signal an der Ausgangsklemme 13 der Schaltung 12 den Störterm 1 + m sin pt nicht enthält und daher eine konstante Amplitude hat. Dieses Signal wird einem Frequenzdemodulator 14 zugeführt, dessen Ausgangssignal das modulierende Audiosignal -.1, das in einem Audioverstärker IS verstärkt und verarbei .3t wird.

Es dürfte einleuchten, daß der Aufbau der bekannten Teile aus F i g. 1 für die Erfindung nicht von Bedeutung ist So kann die Schaltung 2 selektive Netzwerke und einen od'-r mehrere Detektoren enthalten zum entweder gemeinsamen oder einzelnen Erzeugen des Video- und Tonzwischenträgersignals sowie zum Erzeugen des Störsignals. Es dürfte auch einleuchten, daß die Eingangsklemme des Generators 9 unmittelbar mit der Klemme 3 oder einer anderen geeigneten Ausgangsklemme der Schaltung 2 verbunden sein kann.

Obenstehend ist nur die Beeinträchtigung der durch das Bildsignal verursachten Amplitudenmodulation des Tonzwischenträgersignals aufgehoben. Fig. 2 zeigt einen Teil eines Fernsehempfängers, in dem Amplitudenschwankungen des Zwischenträgersignals, die auf eine andere Art und Weise, beispielsweise durch Reflexionen des HF-Signals, verursacht werden, auch aufgehoben werden können.

Der Empfänger nach Fig. 2 enthält dieselben Teile wie dx aus Fig. 1. Außerdem wird das Signal an der Klemme 6 einem Amplitudendemodulator 16 zugeführt, während der Funktionsgenerator 9 nicht das Videosignal von der Klemme 3 oder vom Verstärker 4, sondern das Ausgangssignal des Demodulators 16 zugeführt bekommt. Dieses Signal hat die Form 1 + in' sin p't, wobei /?' die Winkelgeschwindigkeit und m' die Modulationstiefe der Störung ist, welche Störung durch die HF-Übertragung und durch die der Klemme 6 vorgeschalteten Stufe sowie durch den Bildträger verursacht sein kann. Auf dieselbe Art und Weise wie in F i g. 1 wird an der Klemme 13 ein Zwischenträgersignal erhalte-., das nahezu keine Amplitudenmodulation hat.

Fig. 3 zeigt eine Ausführungsform einer kombinierten Schaltungsanordnung für den Generator 9 und die Schaltungsanordnung 12. Eine Stromquelle /₀ ist über einen Widerstand 21 mit der Basis eines Transistors 23 und über einen Widerstand 22 mit der Basis eines Transistors 24 verbunden. Diese Transistoren sind, ebenso wie die übrigwn Transistoren aus Fig, 3, vom npn-Typ, Die Basis des Transistors 23 ist mi' dem Kollekte/ desselben und mit der Basis eines Transistors 25 verbunden, während die Basis des Transistors 24 mit dem Kollektor desselben und mit der Basis eines Transistors 26 verbunden ist. Der Emitter aes Transistors 7.3 ist mit dem des Transistors 24 und mit einer andererseits ge-

erdeten konstanten Spannungsquelle E₁ verbunden. Zwischen den genannten Emitterelektroden und der Basis des Transistors 23 liegt ein Widerstand 27. Die Emitter der Transistoren 25 und 26 sind miteinander und mit einer andererseits geerdeten konstanten Stromquelle I₁. verbunden.

Der Kollektor des Transistors 25 ist mit dem Emitter eines Transistors 28 und mit dem eines Transistors 29 verbunden, während der Kollektor des Transistors 26 mit dem Emitter eines Transistors 30 und mit dem eines Transistors 31 verbunden ist. Die Basiselektroden der Transistoren 28 und 31 sind miteinander und mit einer andererseits geerdeten Stromquelle (l-.v)/_s verbunden; auf ähnliche Weise sind die Basiselektroden der Transistoren 29 und 30 miteinander und mit einer andererseits geerdeten Stromquelle yI_B verbunden. Dabei bedeutet ν einezwischenOund 1 liegende Zahl. Die Kollektorelektroden der Transistoren 28 und 30 sind miteinander und mit einem Widerstand 32 verbunden, und auf ähnliche Weise sind die K ollektorelektroden der Transistoren 29 2u und 31 miteinander und mit einem Widerstand 33 verbunden, wobei die Widerstände 32 und 33 andererseits an einer positiven Spannungsquelle liegen. Die Basiselektroden eines Transistors 34 und eines Transistors 35 sind miteinander und mit einer andererseits geerdeten konstanten Spannungsquelle E₂ verbunden, wänrend die Kollektorelektroden an der Speisequelle liegen und während der Emitter des Transistors 34 über einen Widerstand 36 mit den Basiselektroden der Transistoren 28 und 31 und der Emitter des Transistors 35 über einen Widerstand 37 mit den Basiselektroden der Transistoren 29 und 30 verbunden sind.

Der untere Teil aus Fig. 3, d. h. derjenige Teil mit den Transistoren 23, 24, 25 und 26, bildete einen Differenzverstärker, der in der Veröffentlichung »IEEE Journal of Solid-state Circuits«, Dezember 1968, Seiten 353-365, beschrieben ist, worin außerdem der Widerstand 27 angeordnet ist. Wenn der Kollektorstrom des Transistors 25 geschrieben wird als xI_F, wobei χ eine zwischen 0 und 1 liegende Zahl ist, so daß der Kollektorstrom des Transistors 26 dem Wert (\-x)I_E entspricht, so stellt es sich aus dieser Veröffentlichung heraus, daß Jer durch den Widerstand 21 fließende Strom als x- I_b geschrieben werden kann, während der durch den Widerstand 22 fließende Strom dem Wert (\-x)I_b entspricht.
Es wird nun vorausgesetzt:

und 26 und entspricht nahe/11 dem Wert

= Ί - '2

(\-x)h = /1

50

Wenn der strom i_R durch den Widerstand 27 gegenüber dem Strom xl_b vernachlässigbar klein ist, was bedeutet, daß der Widerstand derart gewählt worden ist, daß der Wert desselben, beispielsweise 7 kOhm, um siele Male höher ist als der des Basiswiderstandes der Transistoren 23 und 25 im leitenden Zustand dieser Transistoren, so stellt es sich heraus, daß

= I, = 2 / und daß

60

(1-2 x)l\ = 2 i₂ ist.

Das Ausgangssignal des betrachteten Differenzverstärkers ist die Differenz

xi_L (\-x)I_E = (2 x-l)I_E
zwischen den Kollektorströmen der Transistoren 25

65 Ist der Stromwert 1, konstant, so ergibt sich daraus, daß das genannte Ausgangssignal dem Wert I_n nahezu umgekehrt proportional ist. Die Berechnung zeigt, daß

I₁ wenig variiert und dem Wert — nahezu entspricht,

wenn χ Werte annimmt, die in der Nähe von 0,5 liegen, das heißt bei einer Einstellung des Differenzverstärkers in der Nähe der Balance-Bedingung, wobei der Wert des Stromes i_R dem Wert -^ entspricht. Darin ist v_hr die

nahezu konstante Schwellenspannung der Basis-Emitter-Diode eines leitenden Transistors.

Aus dem Obenstehenden geht hervor, daß der durch die Eienienie 2i—27 geuiiucic DiffcicM£vcfsiaffccf sich dazu eignet, als Generator 9 wirksam zu sein. Dafür ist im Falle nach Fig. 1 die Stromquelle /„ eine Quelle eines Videosignals und bildet beispielsweise einen Teil der Mischschaltung 2. Das Ausgangssignal des Differenzverstärkers ist dann dem Videosignal umgekehrt proportional.

Die die Elemente 2S—37 enthaltende Schaltung ist eine Multiplizierschaltung, die in der Veröffentlichung »IE^E Journal ofSolid-State Circuits«, Dezember 1968, Seiten 365-373, beschrieben worden ist. Ein Eingangssignal dabei ist das obenstehend beschriebene Ausgangssignal xl_f - (1 -.v)/_fdes Generators 9, während ein anderes Eingangssignal die Differenz zwischen den Strömen _v/_s und (1 ~y)I_B ist. Daraus geht hervor, daß das Ausgangssignal der Schaltung dem Wert /₂-/_; = XY-I_E entspricht, wobei /, der ^A«.:ch den Widerstand 32 fließende Stroni ist, während I₂ der durch den Widerstand 33 fließende Strom ist und wobei die neuen Parameter X und K den Werten 2 x-1 bzw. 2>>-l entsprechen. Die Eingangssignale können als Funktion dieser Parameter wie folgt geschrieben werden:

xI_E-(\-x)I_E= (2 x-\)I_f: = XIε und
yl_B-(\-y)l_B = (2y-\)I_B = YI_B .

Dabei ist XI- dem Störsignal nahezu umpekehrt proportional. Bilden die Stromquellen y[_B und (\-y)I_B einen Teil des Verstärkers 7, so ist YI_B das Tonzwischenträgersignal. Die betrachtete Multiplizierschaltung ist also wie die Schaltung 12 in Fig. 1 und 2 wirksam, und das Ausgangssignal XY ■ I_E derselben ist ein Zwischenträgersignal mit einer nahezu konstanten Amplitude. Dies wird durch eine geeignete Wahl der Spannung E_x und der Widerstände 21 und 22 erhalten.

Obenstehend wurde ein dem Störsignal umgekehrt. proportionales Signal erzeugt, wonach das erhaltene Signal mit dem Zwischenträgersignal multipliziert wurde. Es dürfte einleuchten, daß diese Bearbeitungen mit anderen Mitteln hätten stattfinden können. Man hätte beispielsweise eine Multiplizier-Teilerschaltung benutzen können, die das von der Mischschaltung herrührende Zwischenträgersignal durch das ebenfalls von der Mischschaltung herrührende Störsignal teilt Eine derartige Multiplizier-Teilerschaltung ist beispielsweise in der bereits genannten Veröffentlichung: »IEEE Journal of Solid-State Circuits«. Dezember 1968, Seite 358, beschrieben worden.

Hierzu 2 Blatt Zeichnungen

Claims

Patentansprüche:

1. Fernsehempfänger zum Empfangen eines mit einem Videosignal amplitudenmodulierten Bildträgers und eines mit einem Tonsignal frequenzmodulierten Tonträgers, mit einer Mischschaltung zum Erzeugen des demodulierten Videosignals und eines amplitudenmodulierten Tonzwischenträgersignals, und weiterhin mit einem Frequenzdemodulator zum Erzeugen des demodulierten Tonsignals, gekennzeichnet durch eine Multiplizier-Teilerschaltung (9, 12) zum Teilen des Tonzwischenträgersignals durch die an einer Ausgangsklemme (3) der Mischschaltung (2) detektierte Amplitudenmodulation derart, daß das so erhaltene, dem Frequenzdemodulator (14) zugeführte Tonzwischenträgersignal eine nahezu konstante Amplitude aufweist

2. Fernsehempfanger nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Multiplizier-Teilerschaltung einen Funktionsgenerator (9), dessen Ausgangssignal dem Eingangssignal nahezu umgekehrt proportional ist, und eine Multiplizierschaltung (12) enthält, wobei das Eingangssignal des Funktionsgenerators die detektierte Amplitudenmodulation ist und wobei das Ausgangssignal des Funktionsgenerators in der Multiplizierschaltung mit dem Tonzwischenträgersignal multipliziert wird.

3. Fernsehempfanger nach einem der Ansprüche 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß die detektierte Amplitudenmodulation das von der Mischschaltung (2) herrührende demodulierte Videosignal ist.

4. Fernsehempfänger nacfl einem der Ansprüche 1 oder 2, gekennzeichnet durch eine Demodulatorschaltung (16) zum Amplitudendemodulieren des von der Mischschaltung (2) herrührenden Tonzwischenträgersignals, wobei das Ausgangssignal der Demodulatorschaltung die detektierte Amplitudenmodulation ist.

5. Fernsehempfänger nach Anspruch 2, wobei der Funktionsgenerator einen Differenzverstärker enthält, in dem die Steuerspannungen von stromgesteuerten Dioden herrühren, dadurch gekennzeichnet, daß jede Diode (23,24) über einen Widerstand (21,22) mit einer Stromquelle (I₀) verbunden ist und daß ein weiterer Widerstand (27) mit den Elektroden einer Diode (23) verbunden ist.