DE3427473A1

DE3427473A1 - Diversityempfaenger

Info

Publication number: DE3427473A1
Application number: DE19843427473
Authority: DE
Inventors: Yoshio Tokio/Tokyo Shimizu
Original assignee: Sony Corp
Current assignee: Sony Corp
Priority date: 1983-07-25
Filing date: 1984-07-25
Publication date: 1985-02-14
Also published as: AT393577B; GB2144947A; NL8402346A; CA1218115A; US4578819A; FR2550032B1; FR2550032A1; GB8418788D0; ATA240784A; NL192169B; GB2144947B; NL192169C

Description

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BESCHREIBUNG

Die Erfindung betrifft einen Diversityempfänger gemäß dem Oberbegriff des Hauptanspruchs.

Ein solcher Empfänger empfängt mindestens zwei Signale und wählt aus diesen dasjenige mit dem besseren Signal/Rausch-Verhältnis aus, um aus diesem ein Audiosignal zu erzeugen. Die Diversityübertragung erfolgt mit mehreren zeitlichen oder räumlichen Moden, um Fading oder Ausfall bei einer der Moden auszugleichen. Bei räumlicher Diversifizierung, die hier interessiert, wird dasselbe Signal gleichzeitig über mehrere Ubertragungswege gesandt, die genügend auseinander liegen, daß unabhängige Signalausbreitung erwartet werden kann. Beim Diversityempfang werden Fadingeffekte dadurch minimalisiert, daß dasselbe Signal mehrfach empfangen wird, jedoch jeweils mit unterschiedlicher Stärke und unterschiedlichem Signal/Rausch-Verhältnis.

Ein bekannter Diversityempfänger für Rundfunksignale weist zwei Empfangsblöcke auf. Jeder Empfangsblock steht mit einer Antenne in Verbindung, die die Signale empfängt. Der Empfänger vergleicht den Pegel der beiden empfangenen Signale oder die Rauschkomponenten in den Signalen, um das Signal mit dem besseren Signal/Rausch-Verhältnis auszuwählen. Der Empfänger schaltet aufgrund des Vergleichs jeweils auf das stärkere der zwei Signale und erzeugt aus diesem ein Audiosignal. Beim Umschalten kann jedoch ein merkbares Rauschsignal im Audiosignal erzeugt werden. Dieses Rauschsignal fällt dann besonders stark auf, wenn der Diversityempfänger in einem Fahrzeug verwendet wird, da sich dann der Empfänger auch innerhalb eines großen Bereichs ändert.

Dabei ändert sich die Intensität des elektromagnetischen Feldes sehr häufig, wodurch häufiges Umschalten zwischen den Empfangsblöcken erfolgt. Das Umsehaltrauschen ist dann

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besonders störend und auffällig, wenn die Stärke des elektromagnetischen Feldes schwach ist. Die Signale weisen dann ein geringes Signal/Rausch-Verhältnis auf, was bereits ohne den hinzugefügten Umschaltimpuls zu schlechter Qualität des Audiosignales führt.

Um den Einfluß des Umsehaltimpulses zu verringern, ist bereits vorgeschlagen worden, das Audiosignal einer Halteschaltung zuzuführen, die den direkt vorangehenden Pegel hält oder wiederholt. Jedes Segment des Audiosignales, das während des Umschaltens erhalten wird, wird durch den Pegel des direkt vorhergehenden Signalsegmentes ersetzt, so daß der Umschaltimpuls ausgeschaltet ist. Dabei gehen jedoch die Hochfrequenzkomponenten des Audiosignales gemeinsam mit dem Umschaltimpuls verloren. Dementsprechend erfährt die Qualität des Ausgangssignales eine deutliche Verschlechterung.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, einen Diversityempfänger für räumliche Diversifizierung der eingangs genannten Art so auszubilden, daß Umschaltimpulse weniger stören als bisher.

Die Erfindung ist durch die Merkmale des Hduptanspruchs gegeben. Vorteilhafte Ausgestaltungen sind Gegenstand von Unteransprüchen. Der erfindungsgemäße Empfänger zeichnet sich durch eine Beurteilungsschaltung aus, die überprüft, ob überhaupt eines der empfangenen Signale ein gutes Signal/Rausch-Verhältnis aufweist. Ist dies der Fall, se wird auf dieses Signal umgeschaltet. Weisen jedoch sämtliche Signale ein unter einem vorgegebenen Schwellwert liegendes Signal/Rausch-Verhältnis auf, so erfolgt kein Umschalten, da in diesem Fall der Umschaltimpuls das Signal/Rausch-Verhältnis erheblich verschlechtern würde. In diesem Fall lohnt sich das Umschalten auf einen Kanal mit besserem Signal/Rausch-Verhältnis nicht.

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Die Erfindung wird im folgenden anhand von Figuren näher veranschaulicht. Es zeigen:

Pig. 1 ein schematisches Schaltbild einer ersten AusfUhrungsform eines Diversityempfängers;

Pig. 2A - 2K Signalzüge zum Erläutern der Punktion der

Schaltung gemäß Pig. Ij

Pig. 5 ein schematisches Schaltbild eines weiteren Diversityempfängers mit einer Mittelwertschaltung und einer Ausgangsschaltung mit Filtern; und

Pig. 4a - 4 K Signalzüge zum Erläutern der Funktion der Schaltung von Fig. 5·

Der Diversityempfanger gemäß Fig. 1 empfängt ein frequenzmoduliertes Stereosignal. Er weist zwei Empfängsblöcke IA und IB jeweils mit einer Antenne 2A bzw. 2B und einer Eingangsschaltung 3A bzw. J5B auf. Ein FM-Stereosignal wird von der Antenne 2A bzw. 2B empfangen und der Eingangsschaltung 3A bzw. 3B zugeführt, wo ein Umwandeln in ein Zwischenfrequenzsignal S. bzw. S„ erfolgt.

Die Zwischenfrequenzsignale S» und Sg von den Empfangsblöcken IA und IB werden Eingängen einer Schalteinrichtung 4 zugeführt, die abhängig von Schaltsteuersignalen, die an Steuereingängen 4c und 4D zugeführt werden, entweder das Signal S„ oder das Signal S„ an einen Aut>gangsanschluß 4E abgibt. Das dort abgegebene Sigual wird über einen Zwischenfrequenzverstärker 5 an einen FM-Detektor 6 gegeben und dort frequenzde-

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moduliert. Das Ausgangssignal vom FM-Detektor 6 wird einem Stereodemodulator 7 zugeführt, wo es in Audiosignale in einen linken und einen rechten Kanal aufgeteilt wird. Die beiden Signale werden über Audioverstärker 8l bzw. 8R verstärkt und an Ausgängen SL bzw. 9R abgegeben.

Die ZP-Signale S. und Sg von den Empfangsblöcken IA bzw. IB werden auch einer Pegelvergleichsschaltung 10 zugeführt, wo sie pegelmäßig miteinander verglichen werden, um festzustellen, welches der Signale den größeren Pegel aufweist. Die ZP-Signale S. und S_B werden dazu Amplitudendetektoren HA bzw. HB zugeführt, die Aus gangs spannungen V. bzw. Vg abgeben, wie dies in Fig. 2A dargestellt ist. Die Ausgangsspannungen V. und Vrj werden an einen Spännungskomparator 12 gegeben, der zwei Signale X_A und Sg abgibt. Wenn der Pegel des ZF-Signals S. größer ist als der Pegel des Signales Sg, also die Ausgangsspannung V.. größer ist als die Ausgangsspannung Vg, nimmt das Signal X. hohen und das Signal Xg niedrigen Pegel ein, wie dies in den Figuren 2B und 2C dargestellt ist. Wenn dagegen das Signal S. im Pegel niedriger ist als das Signal Sg, nimmt umgekehrt das Signal X. niedrigen Pegel und das Signal Xg hohen Pegel ein, wie dies ebenfalls in den Figuren 2B und 2C dargestellt ist.

Der Diversityempfänger von Fig. 1 weist weiterhin eine Pegelbeurteilungsschaltung 20 auf, die beurteilt, ob mindestens einer derPegel der beiden ZF-Signale S_A und Sg einem vorgegebenen Pegel/entspricht, oder diesen übersteigt. Dieser Pegel

entspricht einem unteren Grenzwert des Signal/Rausch-Verhältnisses.

Bei der besprochenen Ausführungsform werden die Signale X_A und X_n von der Pegelvergleichsschaltung 10 nicht direkt den Steueranschlüssen 4C und ¹VD der Schalteinrichtung 4 als

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Schaltsteuersignale zugeführt, sondern sie werden vielmehr einer besonderen Schaltsteuersignalschaltung 30 zugeführt, die Schaltsteuersignale Z. und Z_ß an die Eingänge 4c und 4D der Schalteinrichtung 4 auf ein Ausgangssignal W_c von der Pegelbeurteilungsschaltung 20 und auf die Signale X. und yL· hin abgibt.

Die Ausgangs spannungen V. und V_ß von Detektoren HA und HB in der Pegelvergleichsschaltung 10 werden an Spannungskomparatoren 21A bzw. 21B gegeben und jeweils mit einer Bezugsspannung V_R in der Pegelbeurteilungsschaltung 20 verglüien. Die Spannungskomparatoren 21A und 21B erzeugen Vergleichssignale W« und W-Q als Vergleichsergebnisse, die in den Fig. 2B und 2E dargestellt sind. Die Vergleichssignale W_A und VL, werden einem NOR-Glied 22 zugeführt. Mindestens eines der beiden Vergleichssignale W. und W_ß von den Spannungskomparatoren 21A bzw. 21B nimmt hohen Pegel ein, und daher ist das Ausgangssignal W_c vom NOR-Glied 22 von niedrigem Pegel, wie dies in Pig. 2P dargestellt ist, wenn der Pegel mindestens eines der beiden ZP-Signale S. und Sj, größer ist als oder gleich ist wie ein vorgegebener Pegel, so daß zumindest eine der Ausgangsspannungen V. und V_ß von den Amplitudenvergleichsschaltungen HA bzw. HB größer ist als oder gleich ist wie die Bezugsspannung V_R. Andererseits nehmen beide Signale W. und W^ niedrigen Pegel ein, und daher ist das Ausgangssignal Vl_n vom NOR-Glied 22 von niedrigem Pegel,

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wie dies in Pig. 2F dargestellt 1st, wenn die Pegel der ZP-Signale S. und S„ niedriger sind als der vorgegebene Pegel, so daß beide Ausgangsspannungen V_A und Vg von den Amplitudenermittlungsschaltungen HA und .HB niedriger sind als die Bezugsspannung V_R. Bei der dargestellten Ausführungsform dient das Ausgangssignal W_c als Stopsignal für die Schalteinrichtung 4, was im folgenden näher erläutert wird. Das Ausgangssignal hat dann hohen Pegel.

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Die Schaltsteuersignalerzeugungsschaltung 30 weist ein J-K Flip-Flop31 mit einem Setzeingang PR auf, der über einen Widerstand 32A mit dem Ausgang des Spannungskomparators 12 verbunden ist, von dem das Signal X, zugeführt wird. Der Ausgangsanschluß ist auch mit dem Kollektor eines Transistors 34A verbunden. Der Löscheingang CL des Flip-Flops 31 ist über einen Widerstand 32B mit demjenigen Ausgang des Spannungskomparators 12 verbunden, der das Signal Xg abgibt. Dieser Ausgang ist auch an den Kollektor eines Transistors angeschlossen. Die Basis des Transistors 34A ist über einen Widerstand33A mit dem Ausgang des NOR-Gliedes 22 verbunden, und der Emitter des Transistors 34A ist geerdet. Die Basis des Transistors 34B ist über einen Widerstand 33B mit dem Ausgang des NOR-Gliedes 22 verbunden, und der Emitter des Transistors 34B ist geerdet* Der Anschluß J, der Taktanschluß CP und der K-Anschluß des J-K Flip-Flops 31 sind geerdet. An den Anschlüssen "φ und Q werden die Schaltsteuersignale Z» bzw. Z-o abgegeben. Diese Anschlüsse sind mit den Eingangsanschlüssen 4C bzw. 4D der Schalteinrichtung 4 verbunden.

Die Schaltung gemäß Fig. 1 arbeitet wie folgt.

Wenn eines der beiden empfangenen Signale verhältnismäßig stark ist, d. h. wenn zumindest eines der beiden ZF-Signale S. und S_B von den Empfangsschaltungen IA bzw. IB einen vorgegebenen Pegel überschreitet, gibt die Schalteinrichtung 4 dasjenige der beiden Signale S_A und Sg mit dem höheren Pegel an den ZF-Verstärker 5. Dazu werden die Rundfunksignale durch die Antennen IA bzw. IB empfangen, in die FM-ZF-Signale S_A und S_B umgewandelt und den Amplitudendetektoren HA bzw. HB zugeführt, die die Ausgangsspannungen V_A bzw. Vg erzeugen.

Wenn mindestens eine der beiden Ausgangsspannungen V_A und Vg

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den vorgegebenen Pegel VV, überschreitet, nimmt das Ausgangssignal W-, von der Pegelbeurteilungsschaltung 20 niedrigen Pegel ein, so daß die Transistoren 34A und 34B sperren. Die Ausgangssignale V. und V₅ werden auch dem Spannungskomparator 12 zugeführt, der die Signale X.vnd X₅ erzeugt, und diese dem Setzeingang PR bzw. dem Löscheingang CL des Flip-Flops 31 zuführt. Es wird darauf hingewiesen, daß Signale Y. und Y„ (Fig. 2G und 2H) am Setzeingang PR bzw. am Löscheingang CL den Signalen X_A bzw. Xg (Fig. 2B und 2C) von der Pegelvergleichsschaltung 10 entsprechen, solange das Stopsignal Wp (Pig. 2F) niedrigen Pegel einnimmt. Die Schaltsteuersignale Z. und Zq von den Ausgängen "Q bzw. Q des Flip-Flops 31 stimmen dann mit den Signalen Y. und Y_, wie sie dem Setzeingang PR bzw. dem Löscheingang CL zugeführt werden, überein, wie dies in den Fig. 21 bzw. 2J dargestellt ist. Die Schaltsteuersignale Z_A und Z„ entsprechen also den Signalen X. und X_ von der Pegelvergleichschaltung solange, wie das Signal W_c niedrigen Pegel einnimmt.

Dementsprechend leitet, wie dies in Fig. 2K für die Periode vor einem Zeitpunkt tj^ und für die Periode nach einem Zeitpunkt tg dargestellt ist, eine Diode D. in der Schalteinrichtung 4, während eine Diode D„ sperrt, so daß das FM-ZF-Signal S. dem Ausgangsanschluß 4E während jedes Intervalls zugeführt wird, in dem der Pegel des Signals S.

größer ist als der Pegel des Signals S^. Dagegen ist in jedem Intervall, in dem der Pegel des Signals S_R größer ist als derPegel des Signals S. die Diode D. sperrend und die Diode D_B leitet, so daß das Signal S_ß dem Ausgangsanschluß 4E zugeführt wird. Es wird also von den Signalen S_A und S₅ dasjenige mit dem größeren Pegel von der Schalteinrichtung 4 ausgewählt. Es wird darauf hingewiesen, daß das Ausgangssignal von der Schalteinrichtung 4 in Signale für den linken und den rechten Kanal von Audiosignalen aufgespalten wird, und diese Signale an den Ausgängen 9L unr 9R abgegeben werden.

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Nun kann der Fall auftreten, daß beide Signale sehr schlecht sind, d.h. daß sie beide mit ihrem Pegel unter dem vorgegebenen Pegel liegen. Tritt dieser Fall auf, so wird von den beiden FM-ZF-Signalen S_A und S_ß dasjenige am Anschluß 4E zum Bilden der Signale für den linken und den rechten Audiokanal abgegeben, das zuvor ausgewählt war. Dies wird nun näher erläutert. Wenn die Pegel beider Signale S. und S_ niedrig sind, liegen die Ausgangsspannungen V« und VW von den Amplitudendetektoren 11A und HB unter der Bezugsspannung V_R, wasjiurch die Komparatoren 21A und 21B festgestellt wird. Das Ausgangssignal V~ von der Pegelbeurteilungsschaltung 20 nimmt dann hohen Pegel ein und übt so seine Funktion als Stopsignal aus. Wird dieses Stopsignal W- hohen Pegels den Basiselektroden der Transistoren 34A und 34B zugeführt, leiten diese, wodurch der Setzeingang PR und der Löscheingang CL des Flip-Flops 31 geerdet werden. Dementsprechend bleiben in der Zeitspanne zwischen den Zelten t, und tp die Steuersignale Z_A und Z_ß von den Anschlüssen "Q bzw. Q des Flip-Flops 31 in den Zuständen, die sie direkt vor dem ZeItpunkt t, eingenommen haben, d. h. zu dem Zeitpunkt, zu dem die Pegel der Signale S. und S_R unter den vorgegebenen Pegel gefallen sind, wie dies in den Fig. 21 und 2J dargestellt ist. Das Schaltsteuersignal Z. nimmt niedrigen Pegel ein und das Schaltsteuersignal Z_ß nimmt hohen Pegel ein, unabhängig von der Beziehung zwischen den Pegeln der Signale S. und S„. Infolgedessen schaltet die Schalteinrichtung 4 nicht mehr zwischen denSignalen S. und S_ß hin und her, sondern gibt dauernd dasjenige Signal ab, das direkt vor dem Zeitpunkt t^ abgegeben wurde. Es wird darauf hingewiesen, daß beim Ausführungsbeispiel vor dem Zeitpunkt t, die Diode D. sperrt und die Diode D„ leitet, so daß das FM-ZF-Signal S_ß am Ausgangsanschluß 4E der Schalteinrichtung 4 im Zeitraum zwischen dem Zeitpunkt t^ und dem Zeitpunkt tg abgegeben wird, wie dies

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In Pig. 2K dargestellt 1st. Im Zeitraum zwischen den Zeitpunkten t-, und tp in dem die Pegel beider Signale S_A und S.Q unter dem vorgegebenen Pegel liegen, wird dauernd eines der Signale S. und S„ am Ausgang der Schalteinrichtung 4 ohne Umschalten abgegeben, und|aus diesem Signal werden die Audiosignale für den linken und den rechten Kanal gewonnen.

Bei der Ausführungsform gemäß Fig. 1 gibt die Schalteinrichtung 4 solange dasjenige der Signale S. oder S„ ab, das vor dem Abfallen unter einen vorgegebenen Schwellwert abgegeben wurde, und dies über diejenige Zeitdauer, innerhalb der beide Signale unter dem Schwellwert bleiben.

Ein erfindungsgemäßer Divers!tyempfänger kann auch so aufgebaut sein, daß die Schaltsteuersignale Z. und Z„ jeweils solche vorgegebene Zustände einnehmen, daß das Signal Z» hohen Pegel und das Signal Zr. niedrigen Pegel einnimmt, wenn die Signale S. und S„ beide unter dem vorgegebenen Pegel liegen. Bei einem solchen Ausführungsbeispiel gibt die Schalteinrichtung 4 dauernd das Signal S, am Ausgangsanschluß 4e während derjenigen Zeit a.b, in der die Pegel beider Signale S_A und S_ß unter dem Schwellwert liegen. Es ist dann die Diode D. leitend und die Diode D_ß sperrt.

Es wird darauf hingewiesen, daß die besondere Schaltsteuersignalerzeugungsschaltung 50 gemäß der Ausführung von Pig. I weggelassen werden kann, daß also die Signale X,. und Xg von der Pegelvergleichsschaltung 10 direkt den Steuereingängen 4c bzw. 4D der Schalteinrichtung 4 zugeführt werden, in welchem Fall der Spannungskomparator 12 in der Pegelvergleichsschaltung 10 durch das Ausgangssignal W_ von der Pegelbeurteilungsschaltung 20 gesteuert würde. Wenn

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In diesem Pall mindestens eines der beiden Signale S. und S„ einen Pegel entsprechend oder über dem vorgegebenen Pegel aufweist, werden die Ausgangsspannungen V_A und Vg von den Amplitudenermittlungsschaltungen HA und HB miteinander im Spannungskomparator 12 auf ein Ausgangssignal W_c von niedrigem Pegel hin verglichen. Die Signale X_ft und X_ vom Spannungskomparator 12 zeigen an, welches der beiden Signale s und S„ höheren Pegel aufweist. Wenn die Pegel beider Signale S_A und S„ unter dem vorgegebenen Pegel liegen, sperrt das Signal LC von hohem Pegel das Durchführen des Spannungsvergleiches durch den Komparator 12. Auch in diesem Fall dient das Ausgangs signal W„ als Stopsignal zum Verhindern des Umschaltens durch die Schalteinrichtung 4 von einem der Signale S. und S„ auf das andere. Die Signale X. und X-, vom Spannungskomparator 12 behalten dann ihren Wert bei, wobei z.B. das Signal X. hohen Pegel und das Signal Xg niedrigen Pegel unabhängig von der Beziehung zwischen den Spannungen V_A und Vg von den Spannungsermittlungsschaltungen HA bzw. HB einnimmt.

Die Ausführungsform gemäß Fig. 5 weist zwei Empfangsschaltungen 40A und 4θΒ auf. Die Empfangsschaltung 40A beinhaltet eine Antenne 41A, eine Eingangsschaltung 42A zum Umwandeln des empfangenen FM-Stereosignals in ein FM-ZF-Signal, einen Zwischenfrequenzverstärker 4jA zum Verstärken des FM-ZF-Signals, und einen FM-Detektor 44A zum Frequenzdemodulieren des FM-ZF-Signals vom Zwischenfrequenzverstärker 4^A. Der FM-Detektor 44A gibt ein demoduliertes Signal S.' ab. Entsprechend weist die Empfangsschaltung 40B eine Antenne 41B, eine Eingangsschaltung 42B, einen ZF-Verstärker 4JB und einen FM-Detektor 44B auf. Die Schaltung gibt das demodulierte Signal Sg¹ ab.

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Die Signale S.¹ und Sr,¹ werden Eingängen 4a bzw. 4B einer Schalteinrichtung 4 zugeführt. Durch die Schalteinrichtung 4 wird jeweils eines der beiden Signale S.' bzw. St,¹ dem Ausgang 4E der Schalteinrichtung zugeführt. Das Umschalten/erfolgt abhängig von Schaltsignalen, die an Steuereingängen 4c und 4d anliegen. Das demodulierte Signal von Anschluß 4E wird einem Stereodemodulator 45 zugeführt, wo es in Audiosignale S,. und S_R für einen linken bzw. einen rechten Kanal aufgeteilt wird.

Die demodulierten Signale S.¹ und S_R' werden auch einer Pegelvergleichsschaltung 53 zugeführt. Die Pegel der Rauschkomponenten in den demodulierten Signalen S.¹ und S_ß ^! werden miteinander verglichen, um festzustellen, welches der beiden demodulierten Signale den geringsten Rauschpegel aufweist. Die Pegelvergleichsschaltung 50 bestimmt also, welches der beiden Signale S.¹ und Sg¹ das bessere Signal/Rausch-Verhältnis aufweist. Dazu werden die demodulierten Signale S.¹ und Sg¹ Hochpaßfiltern 51A bzw. 51B zugeführt. Rauchkomponenten N. bzw. Ng, die Frequenzen oberhalb von ζ. Β. βθ kHz aufweisen, werden durchgelassen. Die Rauschkomponentensignale N» und Ng werden Ermittlungsschaltungen 52A bzw. 52B zugeführt, die ermittelte Ausgangsspannungen V_A ^! bzw. V-g¹ erzeugen, wie sie in Fig. 4A dargestellt sind.

Die Ausgangsspannungen V_n " und V_n" werden einem Spannungs-

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komparator 53 zugeführt und miteinander verglichen. Der Komparator gibt Signale X_A ^! und Xg' aus, die anzeigen, welches der Signale das bessere Signal/Rausch-Verhältnis aufweist. Wenn der Pegel der Ra.uschkomponente N» im demodulierten Signal S.^! geringer ist als der Pegel derJRauschkomponente N_B im Signal Sg¹, und wenn daher die ermittelte Ausgangsspannung V_A ^! geringer ist als die ermittelte Ausgangsspan-

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nung Vg¹ (was bedeutet, daß das Signal/Rausch-Verhältnis des demodulierten Signals S^¹ besser ist als das Signal/ Rausch-Verhältnis des Signales S₅ ¹), nimmt das Signal X' hohen Pegel und das Signal Xp¹ niedrigen Pegel ein, wie dies in den Fig. 4B und 4C dargestellt ist. Wenn der Rauschpegel NL im demodulierten Signal S„^! geringer ist als der Rauschpegel N. im Signal S.¹, und wenn daher die Ausgangsspannung 3I_^! geringer ist als die Ausgangs spannung V.',

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(was bedeutet, daß das Signal/Rausch-Verhältnis des Signals Sg¹ besser ist als das Signal/Rausch-Verhältnis des Signals S_A ^!), nimmt das Signal X^¹ niedrigen Pegel und das Signal X₅ ¹ hohen Pegel ein, wie dies in den Pig. 4b und 4c dargestellt ist.

Die Schaltung gemäß Pig. J> weist weiterhin eine Pegelbeurteilungsschaltung 60 auf, zum Beurteilen, ob mindestens ein Pegel der beiden Rauschkomponenten N. und IL· geringer ist als ein vorgegebener Pegel, der einer unteren Grenze eines Signal/Rausch-Verhältnisses entspricht.

Die Pegelbeurteilungsschaltung 60 beurteilt, ob die Pegel beider Rauschkomponenten N. und Ng gleich sind wie oder größer sind als der vorgegebene Pegel. Es wird darauf hingewiesen, daß bei der Ausführungsform gemäß Fig. 3 die Signale X.^! und X_^! von der Pegelvergleichsschaltung 50 nicht direkt den Steueranschlüssen 4c und 4D der Scha.lteinrichtung 4 als Schaltsteuersignale zugeführt werden, sondern daß diese Signale vielmehr zunächst einer Schaltsteuersignalerzeugungsschaltung 30 entsprechend der der Schaltung von Fig. 1 zugeführt werden, die Schaltsteuersignale Z. und Zg erzeugt, die den Anschlüssen 4c bzw. 4D der Schalteinrichtung 4 zugeführt werden. Ein Ausgangssignal W ^! von der Pegelvergleichsschaltung βθ steuert die

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Schaltsteuersignalerzeugungsschaltung 30, was im folgenden näher erläutert wird.

Die Ausgangsspannungen V_A ^! und Vg¹ von den Ermittlungsschaltungen 52A und 52B der Pegelvergleichsschaltung werden Spannungskomparatoren 61A bzw. 61B in einer Pegelvergleichsschaltung 60 zugeführt und dort mit einer Bezugsspannung V-o¹ verglichen. Als Vergleichsergebnis werden Signale W.¹ bzw. W„^f abgegeben, wie sie in den Pig. 4d bzw. 4E dargestellt sind. Diese Signale werden einem UND-Glied zugeführt. Wenn mindestens eines der beiden Signale W_A' und W_Q ^f niedrigen Pegel einnimmt, nimmt das Ausgangssignal vom UND-Glied 62 ebenfalls niedrigen Pegel ein, wie dies in Pig. 4P dargestellt ist. Dies ist dann der Fall, wenn mindestens eine der beiden Rauschkomponenten N« und XL· einen Pegel unterhalb dem vorgegebenen Pegel aufweist und daher eine der Spannungen V_A ^f und V«¹ niedriger ist als die Bezugsspannung V_R ^!. Dagegen nehmen beide Signale W.¹ und W₅ ¹ hohen Pegel ein, und daher weist das Ausgangssignal W₀* vom UND-Glied 62 hohen Pegel auf, wie dies in Pig. 4P dargestellt ist, wenn beide Pegel der Rauschkomponenten N/, und Ng größer sind oder gleich sind wie der vorgegebene Pegel. Beide Ausgangsspannungen V.¹ und V_ß ^f sind dann größer als oder gleich wie die Bezugsspannung Vr,' . Das Ausgangssignal Wp¹ dient als Stopsignal, wenn es hohen Pegel einnimmt, um dient dazu, ein Umschalten zwischen den Signalen S.¹ und S₁₃ ¹ durch die Schalteinrichtung 4 zu verhindern.

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Die Schaltsteuersignalerzeugungsschaltung j50 weist ein J-K Flip-Flop J>\ auf, dessen Setzeingang PR überfeinen Widerstand J52A mit dem Ausgangsanschluß des Spannungskomparators 53 verbunden ist, von dem das Signal X.' abgegeben wird. Dieser Anschluß ist auch mit dem Kollektor eines

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Transistors 34A verbunden. Der Löschanschluß CL des Flip-Flops 31 ist über einen Widerstand 32B mit dem Ausgang des Spannungskomparators 53 verbunden, von dem das Signal Xg' zugeführt wird. Der Ausgang steht auch mit dem Kollektor eines Transistors 34B in Verbindung. Die Basis des Transistors 34A ist über einen Widerstand 33A mit dem Ausgang des UND-Gliedes 62 verbunden. Die beiden Emitter der Transistoren 34a und 3^B sind geerdet. Die B_tsls des Transistors 3²I-B ist über einen Widerstand 33B mit dem Ausgang des UND-Glieds 62 verbunden. Die anderen Anschlüsse des J-K- Flip-Flops 31 sind, wie bei der AusfUhrungsform gemäß Fig. 1 angeschlossen, weswegen darauf nicht näher eingegangen wird.

Die Schaltung gemäß Fig. 3 arbeitet wie folgt.

Die Empfangsschaltungen 40A und 40B erzeugen demodulierte Signale S_A' und Sg', die der Schalteinrichtung 4 und der Pegelvergleichsschaltung 50 zugeführt werden, um Ausgangsschaltungen V_A' bzw. Vg' sowie Signale X^ bzw. Xg' zu erzeugen. Die Ausgangsspannungen V_A ^l und V₅ ¹ werden der Pegelbeurteilungsschaltung 60 zugeführt, wo sie mit einer Bezugsspannung VR* verglichen werden, um dann das Ausgangssignal W_c ^f zu erzeugen. Wenn der Pegel der Rauschkomponenten N_A und Ng geringer ist als der vorgegebene Pegel, nimmt das Ausgangssignal W_c' niedrigen Pegel ein, so daß die Transistoren 34a und 34b sperren. Dementsprechend werden die Signale X_A* und Xg' von der Pegelvergleichsschaltung 50 direkt dem Setzeingang PR bzw. dem Löscheingang CL des Flip-Flops 3I zugeführt. Dabei sind Signale Y,.¹ und Yg', wie sie an den Setzeingang PR bzw. den Löscheingang CL gegeben werden, den Signalen X_A' bzw. Xg¹ entsprechende Signale,wie dies in den Fig. 4g und 4H dargestellt ist. Die Schaltsteuersignale Z* und Zg von den Ausgängen "Q und Q des Flip-Flops 3I entspre-

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chen den Signalen Y.' und Y ', wie dies in den Fig. 4l und 4 J dargestellt ist. Daher entsprechen die Schaltsteuersignale Z. und Zg im wesentlichen den Signalen X_A' und Xg¹ von der Pegelvergleichsschaltung 50.

In Pig. 4 sind wiederum Zeitpunkte t^ und t₂ ^! eingezeichnet, zwischen denen beide Rauschsignale N^ und Ng in ihrem Pegel höher sind als ein zugelassener Schwellwert. Vor dem Zeitpunkt tj* und nach dem Zeitpunkt t₂' leitet die Diode D_A der Schalteinrichtung 4, während die Diode Dg sperrt. Dadurch wird das Signal S.' dem Ausgangsanschluß 4E der Schalteinrichtung zugeführt, wenn der Pegel der Rauschkomponente N_A im Signal S.' geringer ist als der Pegel der Rauschkomponente Ng im demodulierten Signal Sg'. Wenn umgekehrt der Pegel der Rauschkomponente N_ geringer ist als der Pegel der Rauschkomponente N., sperrt die * Diode D_A und die Diode Dg leitet, so daß das Signal Sg' an den Ausgangsanschluß 4E gegeben wird. Es wird daher jeweils dasjenige der Signale S.¹ und S ' an den Ausgang zum Erzeugen der Audiosignale für den linken und den rechten Kanal gegeben, welches die Rauschkomponente mit dem niedrigeren Pegel aufweist.

Wenn beide Rundfunksignale sehr verrauscht sind, d. h. wenn die Rauschkomponente in beiden Signalen S_A ^! und S_B' größer als ein vorgegebener Schwellwert werden, wird dasjenige der beiden Signale S_A' bzw. Sg* an der Schalteinrichtung 4 abgegeben, das vor dem Eintreten dieses Falles abgegeben wurde.

Wenn also der Pegel beider Rauschkomponenten N_A und Ng größer ist als oder gleich ist wie ein vorgegebener Pegel, nimmt das Aus gangs signal W-,¹ der Pegelbeurteilungsschaltung 6o hohen Pegel ein und dient als Stopsignal für die Schalteinrichtung 4. Die Transistoren 34a und J4B leiten, so daß der Setzeingang PRund der Löscheingang CL des Flip*-Flops geerdet

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sind. Dementsprechend werden, wie dies in den Fig. 41 und 4 J für die Zeitspanne zwischen den Zeitpunkten t,' und tp¹ dargestellt ist, die Schaltsteuersignale Z_A und Zg, wie sie an den Anschlüssen "^ bzw. Q des Flip-Flops jjl abgegeben werden, in dem Zustand gehalten, in dem sie zum Zeitpunkt t^' waren, d. h. vor dem Zeitpunkt, zu dem beide Rauschkomponenten N. und N_R größer wurden als oder gleich wurden wie der Schwellwert. Im dargestellten Beispiel hat zur Zeit t^¹ und damit bis zum Zeitpunkt t₂ ^! das Schaltsteuersignal Z. niedrigen Pegel und das Schaltsteuersignal Z^ hohen Pegel, also Jeweils den Pegel wie direkt vor dem Zeitpunkt t^'. Diese Pegel werden unabhängig von der Beziehung der Pegel der Rauschkomponenten N. und Ng beibehalten. Demgemäß schaltet die Schalteinrichtung 4 nicht mehr zwischen den Signalen S.¹ und St,¹ hin und her, sondern es wird auf Dauer dasjenige Signal abgegeben, das zum Zeitpunkt t,^f abgegeben wurde. Bei diesem Beispiel sperrt die Diode D. und die Diode D^ ist leitend, so daß das demodulierte Signal S^' an den Ausgang 4E gegeben wird, wie dies für die Zeitspanne zwischen den Zeitpunkten t,^! und tp^f in Fig. 4K dargestellt ist. Es wird also eines der beiden Signale S.¹ und S_B' dauernd ohne Hin- und Herschalten abgegeben, und aus diesem Signal werden die Audiosignale für den rechten und den linken Kanal demoduliert. Es wird also das auffällige Schaltgeräusch vermieden, wie es im Audiosignal auftritt, wenn die Rauschpegel beider Signaleeinen vorgegebenen Wert überschreiten.

Wenn bei der Schaltung gemäß Fig. 3 die Pegel beider Rauschkomponenten N. und Ν« größer sind als oder gleich sind wie der vorgegebene Pegel, werden die Audiosignale für den linken und den rechten Kanal S, und S_R vom Stereodemodulator 45 nicht direkt an die AusgangsanschlÜsse gegeben, sondern sie werden den Ausgangsanschlussen über Bandunterdrückungsschaltungen 7OL bzw. 7OR zugeführt, in denen Rauschkomponenten

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auf das Signal W ' und die Spannungen V.' und ν_Ώ' unterdrückt werden.

Die Bandunterdrückungsschaltungen 70L und 70R sind gleich aufgebaut. Jede weist einen Eingangsanschluß 71 auf, über den das Audiosignal S- bzw. S_R zugeführt wird. Weiterhin liegt eine Reihenschaltung eines Widerstandes 72 mit einem Kondensator 73 vor. Der Kollektoremitterweg eines Transistors 74 und der Kollektoremitterweg eines Transistors 75 sind in Reihe zwischen den Eingang 7I und Erde geschaltet. Die Basis des Transistors ist mit einem Steuereingang 77 verbunden. Die Basis des Transistors 75 ist über einen Spannungsteiler 76 mit einem zweiten Steueranschluß 78 verbunden. Ein Ausgangsanschluß 79 an jeder Unterdrückungsschaltung 70L bzw. töR ist mit dem Widerstand 72 und dem Kondensator 73 verbunden.

Im folgendenjwird die Erzeugung von Steuersignalen für die Bandunterdrückungsschaltungen 7OL und 70R näher erläutert.

Eine Addierschaltung 80 erhält die Ausgangsspannungen V.' und Vg¹ von den Ermittlungsschaltungen 52A bzw. 52B. Sie erzeugt eine Mittelwertspannung V_c nach folgender Gleichung:

Die Addierschaltung 80 liefert die Mittelwertspannung V_c an den Steuereingang 77 an jeder Unterdrückungsschaltung 7OL bzw. 70R.Der zweite Steuereingaug 78 jeder der beiden Schaltungen 70L und 70R ist mit dem Ausgangsanschluß der Pegelbeurteilungsschaltung 70 verbunden und erhält von dort das Ausgangssignal W ' .

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Wenn mindestens einer der beiden Pegel der Rauschkomponenten N_A und Ng geringer ist als der vorgegebene Pegel, nimmt das Ausgangssignal W_c' niedrigen Pegel ein, wodurch die Transistoren 75 in den Bandunterdrückungsschaltungen 7OL und 70Rausgeschaltet werden. Dementsprechend werden die Audiosignale S_T und S_x, dem linken bzw. rechten Kanal vom

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Stereodemodulator 45 über den Widerstand 72 ohne Frequenzänderung an den jeweiligen Ausgangsanschluß 79 gegeben. Wenn die Pegel der Rauschkomponenten N. und Ng in beiden Signalen S.¹ bzw. Sg^! größer sind als oder gleich sind wie der vorgegebene Pegel, nimmt das Ausgangssignal W' hohen Pegel ein. Dann sind die Transistoren 75 durch das Signal W ' und die Transistoren 74 durch die Mittelwertspannung V„ von der Addierschaltung 8θ eingeschaltet, so daß die Bandunterd?ückungsschaltungen 7OL und 7 OR als Tiefpaßfilter wirken. Dementsprechend werden die Audiosignale S_T und S_ für den linken bzw. rechten Kanal nur mit ihren Hochfrequenzteilen übertragen, d. h. die Rauschkomponenten N. und Ng sind unterdrückt. Bei der Ausführungsform gemäß Fig. 3 ist es wünschenswert, daß die Grenzfrequenz der durch die Bandunterdrückungsschaltungen 7OL und 70R gebildeten Tiefpaßfilter umso geringer ist, je höher die Mittelwertspannung V_c ist.

Bei der Ausführungsform gemäß Fig. 3 liefert die Schalteinrichtung 4 dasjenige der Signale S.¹ bzw. S^¹ an den Stereodemodulator, das beim Eintreten des Falles, daß beide Rauschkomponenten N_A und Ng größer werden als oder gleich werden wie ein vorgegebener Pegel, abgegeben wurde. Der Diversltyempfänger kann jedoch auch so ausgebildet sein, daß die Schaltsteuersignale Z, und Z„ vorgegebene andere Zustände aufweisen, wenn beide Rauschkomponenten N. und Ng den vorgegebenen Schwellwert überschreiten. Z. B. kann das Schaltkontrollsignal Ζ« hohen Pegel und das Signal Zg niedrigen Pegel jeweils dann einnehmen, wenn beide Rauschkomponenten

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N. und Ng größer sind als oder gleich sind wie der vorgegebene Pegel. In diesem Fall wird die Diode D.. leitend, und die Diode D„ sperrend, so daß das demodulierte Signal S_A' dem Anschluß 4E zugeführt wird.

Gemäß einer weiteren Ausgestaltung können die Signale X.¹ und Xg' von der Pegelvergleichsschaltung 50 direkt den Steueranschlüssen 4c bzw. 4D der Schalteinrichtung 4 zugeführt werden. Das Ausganges ignal VL,¹ von der Schaltung 60 dient dann dazu, den Spannungskomparator 53 zu steuern.

Wenn in diesem Fall mindestens ein Pegel der Rauschkomponenten Nß und Ng größer ist als der vorgegebene Pegel, wird der Komparator 53 durch das Ausgangssignal W_c eingeschaltet und vergleicht dann die Spannungen V_A ^f und Vg¹ miteinander. Der Komparator 53 liefert Signale X_A' und Xg', die anzeigen, welches der Signale S_A' und Sg^T die Rauschkomponente mit niedrigerem Pegel aufweist. Wenn die Pegel beider Rauschkomponenten N_A und Ng größer sind als oder gleich sind wie der vorgegebene Pegel, wird der Komparator 53 durch ein Ausgangssignal W_c' gesperrt, wodurch die Signale X_A ^! und Xg* den vorgegebenen Zustand einnehmen. Zum Beispiel kann das Signal X.¹ hohen Pegel und das Signal Xg^! niedrigen Pegel abhängig von der Beziehung zwischen den Ausgangsspannungen V.¹ um Vg' einnehmen.

Claims

TER MEER-MÜLLER-STEINMEISTER

PATENTANWÄLTE - EUROPEAN PATENT ATTORNEYS

Dipl.-Chem. Dr. N. ter Meer Dipl.-Ing. H. Steinmeister "3 A 9 7 A 7 ^

Dipl.-Ing, F. E. Müller _Λ_. ,_,,. , O H Z. / ** / O

Triftstrasse 4, Artur-Ladebeck-Strasse 51

D-8OOO MÜNCHEN 22 D-48OO BIELEFELD 1

S84P150 Mü/J/ho

25. Juli 1984

SONY CORPORATION

7-35 Kitashinagawa 6-chome

Shinaga.wa-ku, Tokyo 141, Japan

Diversityempfänger

Priorität:

25. Juli 1983, Japan, Nr. 135583/83 (P) 12. August I983, Japan, Nr. 14-7720/83 (P)

PATENTANSPRÜCHE

\i^;

Diversityempfänger zum Empfangen von Rundfunksignalen mit

- einer ersten Antenne (41A) und einer zweiten Antenne (41B),

- einer ersten und zweiten Empfängereinrichtung (42A-44Aj 42B - 44b), die mit der ersten bzw. der zweiten Antenne verbunden sind, und die ein erstes Ausgangssignal (S.^v) bzw. ein zweites Ausgangssignal (S₅ ¹) entsprechend den Rundfunkslgrialen abgeben,

- einer Schalteinrichtung (4), die das erste und das zweite Ausgangssignal erhält und eines von diesen

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SONY: Carp;

auf ein Steuersignal (Z_fl, Z_n) hin auswählt,

- einer Ermittlungseinrichtung (50) zum Ermitteln, welches der beiden Ausgangssignale ein besseres Signal/ Rausch-Verhältnis aufweist, und

- einer Ausgabeeinrichtung (5-8) zum Abgeben eines Audiosignals auf das Ausgangssignal von der Schalteinrichtung her,
gekennzeichnet durch

- eine Beurteilungsschaltung (βθ), die ein Stopsignal (Wp¹) abgibt, wenn das Signal/Rausch-Verhältnis der beiden Ausgangssignale einen vorgegebenen Wert unterschreitet, und

- einer Schaltsteuereinrichtung, die mit der Ermittlungseinrichtung und der Beurteilungseinrichtung verbunden ist und ein Steuersignal abgibt, um die Schalteinrichtung so zu schalten, daß sie entweder das erste oder das zweite Ausgangssignal bei Abwesenheit des Stopsignals auswählt, und daß sie bei Anwesenheit des Stopsignals entweder das erste oder das zweite Ausgangssignal dauernd anwählt.
2. Empfänger nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Ermittlungseinrichtung (50) eine Pegelvergleichsschaltung (53) zum Vergleichen der Pegel der beiden Ausgangssignale anhand der relativen Signal/Rausch-Verhältnisse vergleicht.
3. Empfänger nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Beurteilungseinrichtung (6o) eine Pegelbeurteilungsschaltung (61A, 61B) aufweist, zum Vergleich der Pegel des ersten und des zweiten Ausgangssignals mit einem vorgegebenen Pegel (V_R')» und zum Erzeugen des Stopsignals, wenn die Pegel beider Ausgangssignale unter einem vorgegebenen Pegel liegen.

f"SÖN> Corpi .- S84P150
4. Empfänger nach Anspruch 2 oder 3> dadurch gekennzeichnet, daß die Pegelvergleichsschaltung einen ersten Pegeldetektor (52A) zum Ermitteln des Pegels des ersten Ausgangssignals aufweist, der eine erste Spannung ausgibt, die dem ermittelten Pegel entspricht, daß weiterhin ein zweiter Amplitudendetektor (52B) zum Ermitteln des Pegels des zweiten Ausgangssignals vorliegt, welcher Detektor eine zweite Spannung entsprechend dem ermittelten Pegel abgibt, und daß ein Spannungskomparator (53) vorhanden ist, der die erste mit der zweiten Spannung vergleicht und Anzeigesignale (X.¹, Xg¹) abgibt, die anzeigen, ob das erste oder das zweite Ausgangssignal den größeren Pegel aufweist.
5. Empfänger nach einem der Ansprüche 1-4, dadurch gekennzeichnet, daß das erste und das zweite Ausgangssignal (S.¹, ^sb') jeweils eine Rauschkomponente (N., Ng) enthält, und daß die Ermittlungseinrichtung (50) einen Pegelkomparator (53) zum Vergleichen der Pegel der Rauschkomponenten im ersten und zweiten Ausgangssignal als Maß für das relative Signal/ Rausch-Verhältnis aufweist.
6. Empfänger nach Anspruch 5» dadurch gekennzeichnet, daß die Beurteilungseinrichtung (βθ) eine Pegelbeurteilungseinrichtung (61A, 6lB) aufweist, zum Vergleichen der Pegel der Rauschkomponenten mit einem vorgegebenen Pegel (V_R ^f), und zum Erzeugen des Stopsignals (W,,¹), wenn die Pegel beider Rauschkomponenten größer sind als der vorgegebene Pegel.
7. Empfänger nach Anspruch 5 oder 6, dadurch gekennzeichnet, daß die Ermittlungseinrichtung (50) einen ersten Hochpaßfilter (51A) zum

.'SONY:

Durchlassen der Rauschkomponente im ersten Ausgangssignal und einen zweiten Hochpaßfilter (51B) zum Durchlassen der Rauschkomponente im zweiten Ausgangssignal aufweist, daß weiterhin eine erste Ermittlungseinrichtung (52A) und eine zweiterErmittlungseinrichtung (52B) vorhanden sind, jeweils zum Ermitteln des Pegels der Rauschkomponente vom ersten bzw. Hochpaßfilter, um eine erste Spannung (V.') bzw. eine zweite Spannung (V₁₃') zu erzeugen, die dem ermittelten Pegel entspricht, und daß ein Spannungskomparator (53) vorhanden ist zum Vergleichen der ersten mit der zweiten Spannung, um Anzeigesignale (X.^!, X_n ¹) zu erzeugen, die anzeigen, welches der beiden Ausgangssignale (S.', S₁₃') die kleinere Rauschkomponente aufweist.
8.■ Empfänger nach einem der Ansprüche 5-7, dadurch gekennzeichnet, daß die Pegelvergleichsschal tung (60) einen ersten Spannungskomparator (6lA) zum Vergleichen des ersten Rauschspannungssignals (V.¹) mit einer Bezugsspannung (V_R') und einen zweiten Span-

nungskomparator (6lB) zum Vergleichen der zweiten Rauschspannung (V„') mit der Bezugsspannung aufweist, jeweils um eine erste bzw. um eine zweite Vergleichsspannung zu liefern, und daß eine logische Schaltung (62) vorhanden ist, die auf die ersteund die zweite Vergleichsspannung hin das Stopsignal (W ') erzeugt.
9. Empfänger nach einem der Ansprüche 5-8, gekennzeichnet durch eine Mittelwertseinrichtung (80), die die erste bzw. die zweite Rauschspannung (V.¹, Vq¹) enthält, welche Spannungen dem ersten bzw. dem zweiten Ausgangssignal (S.¹, S ') entsprechen, welche Mittelwertschaltung aus den Signalen ein Mittelwertsignal bildet, welches Mittelwertsignal (V_c) der Ausgabe-
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einrichtung zugeführt wird, die eine Filtereinrichtung (7OL, 70R) aufweist, die auf das Mittelwertsignal und das Stopsignal (W-,¹) hin das Aus gangs signal von der Schalteinrichtung (4) filtert.