DE2261519B2

DE2261519B2 - Vierkanal-Stereophonie-Demodulationssystem

Info

Publication number: DE2261519B2
Application number: DE2261519A
Authority: DE
Inventors: Yoshio Neyagawa Horiike; Tsuneo Katano Ohkubo
Original assignee: Matsushita Electric Industrial Co Ltd
Current assignee: Panasonic Holdings Corp
Priority date: 1971-12-16
Filing date: 1972-12-15
Publication date: 1979-04-26
Also published as: FR2163689B1; FR2163689A1; US3985964A; DE2261519A1; DE2261519C3; CA1030225A

Description

Die Erfindung betrifft eir. Demodulationssystem nach dem Oberbegriff des Anspruchs 1. Ein quadrophones Rundfunksystem mit einer derartigen Signalanordnung ist Gegenstand einer älteren Anmeldung (DE-OS 22 46 041). Der erste Hilfsträger weist hierbei eine Frequenz von 38 kHz auf. Der zweite Hilfsträger hat ebenfalls eine Frequenz von 38 kHz und ist gegenüber dem ersten Hilfsträger um 90° phasenverschoben. Der dritte Hilfsträger weist eine Frequenz von 76 kHz auf. Überdies wird als Steuersignal ein Pilotton einer Frequenz von 19 kHz verwendet. Mit Hilfe diverser Torschaltungen werden die Signale so geschaltet, daß die schließlich durchgelassenen Ausgangssignale die quadrophonen Tonsignale ergeben.

Bekannt ist auch ein Vierkanal-Stereophonie-Demodulationssystem (DE-OS 2109 557), bei dem der Demodulator wie folgt arbeitet: Aus einem zu demodulierenden zusammengesetzten Vierkanal-Stereophonie-Signal wird ein Pilotton von 19 kHz entnommen, verstärkt und zweimal durch Frequenzverdoppler verdoppelt, so daß man Signale von 38 kHz und 76 kHz erhält. Mit Hilfe der so erhaltenen Signale werden sodann im Demodulator Niederfrequenztore derart gesteuert, daß mit der Frequenz von 38 kHz ständig zwischen den rechten und den linken Kanälen und mit der doppelten Frequenz von 76 kHz zusätzlich innerhalb des rechten bzw. linken Kanals ständig zwischen vorne und hinten umgeschaltet wird. Auf diese Weise wird sichergestellt, daß aus dem zusammengesetzten Vierkanal-Stereophonie-Signal jeweils die richtigen Signale an die richtigen elektroakustischen Wandler gelangen. Das System ist dabei vollständig mit Mono-, Stereo- oder Vierkanal-Empfang kompatibel.

Bei stereophonen Rundfunksendungen werden nur die Grundwellen der Unterkanalsignalkomponenten des Zusammengesetzen Stereophoniesignals übertragen, um die für die Übertragung erforderliche Bandbreite möglichst kleinzuhalten. Erfolgt nun das Erstellen der einzelnen Signalkomponenten auf die oben beschriebene Weise durch Schaltvorgänge von entsprechenden Schalteinrichtungen, insbesondere Torschaltungen, so ergeben sich dabei Rechteckwellensignale mit einer Anzahl höherer Harmonischer. Da nach

bo dem Gesagten jedoch nur die Grundwellen übertragen werden sollen, werden die höheren Harmonischen durch Filter entfernt. In der übertragenen Grundwelle wird dafür gesorgt, daß die Hauptkanal-Signalkomponente und die Unterkanal-Signalkomponenten in den

b5 Signalpegeln übereinstimmen. Wird ein derartiges Signal mit übereinstimmenden Signalpegeln an den Zweikanal-Stereophonie-Demodulator angelegt, der mit den genannten Schalteinrichtungen arbeitet, so wird

hierbei ein demoduliertes Ausgangssignal erzeugt, bei dem der Signalpegel der Unterkanal-Signalkomponente !.!einer als der der Hauptkanal-Signalkomponente ist. Das ist nachteilig.

In Vierkanal-Stereophonie-Rundfunksystemen ist ebenfalls die ausschließliche Übertragung der Grundwellen der Unterkanal-Signalkomponenten aus Gründen der Übertragung mit möglichst kleiner Bandbreite erwünscht. In dem hier verwendeten Demodulator für das zusammengesetzte Vierkanal-Stereophonie-Signal kommt es bei Pegelübereinstimmung zwischen den Hauptkanal-Signalkomponenten und den drei Unterkanal-Signalkomponenten ebenso, wie beim oben erläuterten Zweikanal-Stereophonie-Demodulator zu Pegelverfälschungen. Eine vollständige Kanalauftrennung des einlaufenden zusammengesetzten Vierkanal-Stereophonie-Signals ist jedoch nur möglich, wenn die Unterkanal-Signalkomponenten keine oder nur geringe Signalpegelunterschiede aufweisen. Andernfalls kommt es zu einem Nebensprechen zwischen den einzelnen Stereosignalen.

Es ist deshalb Aufgabe der Erfindung, das Nebensprechen zwischen den einzelnen Stereosignalen aufgrund der Signalpegelunterschiede der einzelnen Untersignalkomponenten zu vermindern. Diese Aufgabe wird durch die im Anspruch 1 gekennzeichnete Erfindung gelöst. Zweckmäßige Ausgestaltungen sind in den Unioransprüchen angegeben.

Man erkennt, daß hier die Schalteinrichtungen des bekannten Zeitmultiplexverfahrens jeweils in zwei Schaltstufen aufgelöst sind, von denen jeweils eine: Schaltstufe das Eingangssignal direkt, der anderen Schaltstufe das Eingangssignal über einen Signalpfad mit Verstärkungseinstellung zugeführt wird. Durch die Verstärkungseinstellung können somit die Signalpegcl der Ausgangssignale der Schaltstufe mit vorgeschalteter Verstärkungseinstellung einreguliert werden. Die Ausgangssignale der beiden Schaltstufen werden

sodann zur Verminderung der Signalpegelunterschiede der Unterkanal-Signalkomponenten paarweise über Kreuz addiert. Die nach diesem Addiervorgang zur Verfügung stehenden Ausgangssignale weisen somit je nach der gewählten Verstärkungseinstellung nur noch einen verminderten Signalpegelunterschied auf. Bei entsprechender Verstärkungseinsteilung kann es auch zu einem vollständigen Ausgleich der unterschiedlichen Signalpegel kommen. Das Nebensprechen zwischen den einzelnen Stereosignalen ist damit vermindert oder völlig ausgeschaltet und eine saubere Trennung der einzelnen Kanäle ermöglicht.

In der Zeichnung ist die Erfindung beispielsweise erläutert. Es zeigen:

Fig. 1 die Blockschaltung einer ersten Ausführungsform,

Fig. 2 ein Frequenzspektrum zur Ausführungsform nach Fig. 1,

Fig. 3 und 4 Wellenformen zur Ausführungsform nach Fig. 1,

Fig. 5 die Schaltung einer praktischen Ausführungsform einer Schalteinrichtung aus zwei Schaltstufen zur Ausführungsform nach Fig. 1,

Fig. 6 eine andere mögliche Ausführungsform einer Schalteinrichtung aus zwei Schaltstufen zur Ausführungsform nach Fig. 1,

Fig. 7 eine Ausführungsform einer Schaltstufe als Diodenbrücke,

Fig.8 die Blockschaltung einer weiteren Ausführungsform und

F i g. 9 mögliche Ausführungsformen von Addierstufen.

Fig. 1 zeigt eine bevorzugte Ausführungsform eines Vierkanal-Stereophonie- Demodulationssystems, an dessen Klemme a ein zusammengesetztes Vierkanal-Stereophonie-Signal gelegt wird, das Signalkomponenten unterschiedlicher Signalpegel enthält und durch folgende Gleichung (1) wiedergegeben wird:

M(I) = A + K₁ B sin ^r + K₂C cos...( + K₃D sin 2...i + K sin - ,nt.

Die Faktoren A, B, C und D bedeuten dabei:
A = L₁ + L₂ + R₁ + R₂ B = L₁ + L₂- R₁- R₁ C :■* L₁-L₂-R₁ + R₂ D = L₁- L₂+ R₁- R₂

worin Li, L₂, R] und R₂ zum Stereophoniesignal das Links-vorne-Signal Li, das Linkshinten-Signal L₂, das Rechtsvorne-Signal Rt und das Rechtshinten-Signal R₂ darstellen, während K, Ki, K₂ und K₃ Konstanten sind und ω/2π = 38 kHz gilt. In Gleichung (1) steht der erste Term für die Hauptkanal-Signalkomponente, der zweite bis vierte Term für die erste bis dritte Unttrkanal-Signalkomponente und der fünfte Term für den Pilotton. Im Prinzip sind die Faktoren C und D im dritten bzw. vierten Term vertauschbar. Die Unterkanal-Signalkomponenten weisen Hilfsträger auf.

F i g. 2 zeigt die Frequenzbeziehung der Faktoren A, B, Cund D einschließlich der jeweiligen Frequenzgrenzen der Frequenzbänder. Der Pilotton ist bei 19 kHz angedeutet.

F i g. 3 zeigt zugehörige Wellenformen, die aufgrund der Schalteinrichtungen 1, 2, 3 nach Fig. I, basierend auf Gleichung (1), erzielt werden. Dabei sind die linken Signale in der ei sten, die rechten Signale in der zweiten

4) Halbwelle des 38-kHz-Signals enthalten. Die Halbwel len sind überdies nochmals in Halbwellen des 76-kHz-Signals unterteilt. Art und Bedeutung dieser Unterteilung sind nach den obigen Erläuterungen zu Li, L₂, R, und /?2 ohne weiteres verständlich.

ίο Fig.4 zeigt eine Schwingungsform. die mit derjenigen nach F i g. 3 bis auf die Vertauschung von R₂ und R] gegeneinander übereinstimmt. Dies ergibt sich, wenn in Gleichung (1) die Faktoren C bzw. D im dritten bzw. vierten Term der Gleichung gegeneinander vertauscht

V) werden. Die Reihenfolge ist demnach hier Li, L₂, Rz, R-,-

Von der Klemme a (Fig. I) gelangt das Eingangssignal an eine der beiden Schaltstufen la, \b einer ersten Schalteinrichtung 1, nämlich die Schaltstufc la, eine der anderen Schaltstufe !oder Schalteinrichtung 1 vorge-

bo schalteten Verstärkungseinstellung 16, einen Steuersignaldetektor 4 und einen Signalverstärker 7. Der Steuersignaldetektor 4 entnimmt dem an der Klemme a liegenden Zusammengesetzen Vierkanal-Stereophonie-Signa! den Pilotton und legt diesen zum Erzeugen eines

fi5 ersten Schalisignals an einen ersten Schaltsignalgenerator 5. Das erste Schaksignal ist auf einen ersten Hilfsträger bezogen und wird vom Ausgang des ersten Schaltsignal-Generators 5 zum Schalten des an die

Schaltstufen der ersten Schalteinrichtung 1 angelegten zusammengesetzten Signals im Takt der Frequenz des Pilottons angelegt.
Wird auf diese Weise der erste Hilfsträger sin ωΐ als

= y)(l +^-K

erstes Schaltsignal verwendet, so treten an den Ausgangsklemmen bund cderSchaltstufe la Ausgangssignale gemäß der folgenden Gleichungen (2), (3) auf:

-I- K₁) (R₁ + R₂

K₃ 1(L₁ - L₂) + (R₁ - R₂)I sin 2 ,„t

Q₁ M(i)

+ ^-K₂I(L₁-L₂) - (R₁ -R₂))U\ + y )sin2..,f + (j + y)sin6.,.r = y{(l -~ K₁)(Li-L₂J₊(L₊^ K₁)(R_{1 +} R;

j K₃ [(L₁ - L₂) + (R₁ - R₂)I sin 2 ,„t

--K₂I(L₁-L₂) - (R₁-R₂)Jf 1 + y)sin2r.»i + Cj + y) sin 6 ,„t + ...1.

P₁ und Q₁ sind dabei Schaltfunktionen, die gegeben sind durch die folgenden Gleichungen (4) und (5).

P₁ * — + — sin
2 π

+ -— sin 3 mt + 3 .τ

Q₁ * — sin in t — -— sin 3 m t —

Gleichzeitig wird das über die Verstärkungseinstellung 16 an die Schaltstufe 11 der Schalteinrichtung 1 gelegte zusammengesetzte Signal in der Verstärkungseinstellung mit α multipliziert wobei «>0 oder a<0 sein kann. Das mit a. multiplizierte Ausgangssignal der Verstärkungseinstellung 16 wird dann in der Schaltstufe Xb durch das erste Signal auf gleiche Weise geschaltet, wie oben für die Schaltstufe Xa beschrieben, nämlich durch den ersten Hilfsträger mit den Schaltfunktionen Pi und Q\. An den Ausgangsklemmen d und e der Schaltstufe Xb treten deshalb Ausgangssignale auf, die das Λ-fache der Gleichungen (2) und (3) betragen, also die Ausgangssignale χ ■ P\M(t)\md dl ■ Q<M(t). Es wird nun das Ausgangssignal von der Ausgangsklemme dder Schaltstufe Xa mit dem Ausgangssignal der Ausgangsklemme e der Schaltstufe Xb in einer Addierstufe kombiniert, die durch einfaches Verknüpfen dieser Ausgangsklemmen realisiert werden kann. Ebenso wird das Ausgangssignal von der Ausgangsklemme c der Schaltstufe la mit dem Ausgangssignal der Ausgangsklemme d der Schaltstufe 1 b zusammengefaßt Die so paarweise über Kreuz zusammengefaßten Signale stehen sodann an den Klemmen A, B zur Verfügung Das an der Klemme A zur Verfügung stehende Signal wird direkt einer Schallstufe 2a einer zweiten Schalteinrichtung 2 und über eine Verstärkungseinstel· lung 17 der anderen Schaltstufe 2b der Schalteinrichtung 2 zugeführt. Ebenso wird das Signal von der Klemme B direkt einer Schaltstufe 3a einer dritten Schalteinrichtung 3, sowie über eine Verstärkungseinstellung 18 der anderen Schaltstufe 3b der dritten Schalteinrichtung3 zugeführt.

Aufgrund der Zusammenfassung der Ausgangssignale der Schaltstufen der ersten Schalteinrichtung 1 paarweise und über Kreuz liegen an den Klemmen A, B Signale die ihrerseits aus Signalen unterschiedlicher Schaltfunktionen Pi und Q] zusammengefaßt sind. Die von den Klemmen A, B für die nachgeschaltete zweite und dritte Schalteinrichtung 2, 3 bzw. die Verstärkungseinstellung gen 17, 18 zur Verfügung gestellten Signale sind somil durch die folgenden Gleichungen (öj und (7) gegeben.

P₁M(I) + Oc

+ — K₁ (1-_Λ) B + y K₃D(l+*)sin2mt

^- K₂C (I - a) U \ + y- sin2r..r + ...

K₃ (1 + *) ((L₁ - L₂) + (R₁ - R₂)] sir

^ K₂ (I-a) [(L₁-L₂) -(R₁-

+ysin2<«t+ ...j. (6)

7 8

+ Ρ,Μ(ί) = y A (1+λ) K (1 -λ) Β + ί Zi₃D(I +λ) sin 2

y)si

sin2...f

(1+λ) - 4 ^Κ> (1-^)J(L₁+ L₂) +{(1+λ) + -K₁ (1- _Λ) j (K₁

y K₃ (1+λ) UL₁-L₂) + (R₁-R₂)I sin 2 (.if

— K-, (1 -λ) 1(L₁ -L₂) - (K₁-R₂)(IfI + -— sin 2 f.,f +...>. (7)

Setzt man nun Das Ausgangssignal des ersten Schaltsignalgenera

tors 5 wird außer als erstes Schaltsignal an die

K₁ (1 + \) = K, (1 — λ) , (8) Schaltstufen la, 16 der ersten Schalteinrichtung 1

20 zusätzlich auch noch an einen zweiten Schaltsignalgene-

so kann der gleiche Signalpegel für die zweite Unter- rator 6 gelegt. Das von diesem entsprechend erzeugte kanal-Signalkomponente und die dritte Unlerkanal- zweite Schaltsignal ist der dritte Hilfsträger und wird Signalkomponente erzielt werden. Die Gleichung (8) zum Schalten der Schaltstufen 2a, 2b, 3a, 3b der zweiten kann auch umgeschrieben werden zu und dritten Schalteinrichtungen 2, 3 im Takt der

25 Frequenz des Pilottons an diese gelegt. Geschaltet

X₂ _ fc₃ werden dabei die diesen Schaltstufen von den Klemmen

^% ~ K + K ' ^ /4, ß direkt bzw. über die Verstärkungseinstellungen 17,

^{2 3} 18 zugeführten Signale. Werden die Schaltfunktionen

Durch die Verstärkungseinstellung 16 ist es somit des durch das zweite Schaltsignal bewirkten Schaltens möglich, an der ersten Schalteinrichtung 1 eine 30 mit P₂ und Qi bezeichnet, so erhält man an den Einstellung der Signalpegel der zweiten und dritten Ausgangsklemmen f, g der Schaltstufe 2a bzw. h, i, der ;

Unterkanal-Signalkomponenten vorzunehmen. Schaltstufe 3a folgende Ausgangssignale: |

P₂ !P₁M(O + AQ₁M(O! = -^- A (1+λ) + -^K₁B(I-*) + y K₃D(I+*) + y K₂C(I -λ) |

Ψ. Q₂ !P₁M(O + aQ,M(0! = ~ A (1 +λ) + ~ K₁JEi (1 - *) - y K₃D (1 +λ) - — K₁C (1 -a) |

P₂ IQ₁M(O + λΡ,Μ(0! = ^-A (1+λ) - -^-K₁B(I-*) + y K₃D(I+*) - -ί K₂C(I-*)
Q₂IQiAi(O + AP₁M(Oi = ~-A (1+λ) - -^K₁B(I-*) - -^K₃D(I+*) - J-K₂C(I-*).

Gleichzeitig multiplizieren die Verstärkungseinstel- ausgedrückt werden

lungen 17, 18 die an den Klemmen A, B anstehenden ⁵⁰ ] 2 2

Signale nach den Gleichungen (6) und (7) mit ß, wobei P₂ =i — H sin 2 w t + y^- sin 6 t + ..., (10)

ß>0 oder /?<0 sein kann. Es wird somit den ^π

Schaitstufen 2b, 3b das /?-fache dieser Signale eingege- 12 2

ben, so daß man an ihren Ausgangsklemmen j, k, I, m Q₂ % — sin 2 «>t — y- sin 61 — .... (11) |

folgende Ausgangssignale erhält: 55 ² ^{π in} |

ßP₂P\M(t) + ocQxM(t) Im Falle der Verwendung des zweiten Hilfsträgers

ßQiPiMft) + ocQiM(t) können sie ausgedrückt werden als

oiP_xM(t) _öö

J- ₊ — cos m t ^

Als das zweite Schaltsignal können entweder auf den

zweiten oder auf den dritten Hilfsträger bezogene η ~ * ² της ,,t + — co<?3r,.f - ΠΤ>

Signale verwendet werden. Wird als zweites Schaltsi- 65 ^ 2 π 3 π

gnal auf die oben angedeutete Weise der dritte

Hilfsträger verwendet, so können die Schaltfunktionen Die Ausgangssignale der beiden Schaltstufen der

P₂ und Q₂ durch die folgenden Gleichungen (10) und (11) zweiten bzw. der dritten Schalteinrichtung 2, 3 werden

ßQiQ\M(t) + o.P_xM(t) p₂ ~ J- ₊ — cos m t - ^- cos 3 „> t, (12)

Δ 7 3 I

10

nunmehr wieder durch Addierstufen paarweise über Wird als zweites Schaltsignal der dritte Hilfsträger

Kreuz zusammengefaßt. Das ist, wie in F i g. 1 zu verwendet, so erhält man an den Klemmen C, D, Eund F

erkennen, durch einfaches Verbinden der Ausgangs- hierdurch Signale nach den Gleichungen (14) bis (17)

klemmen /'und k, g und j, Λ und in, sowie /und /möglich. auf:

+ 11Q₂IP₁M(I) + ,x

+_Λ) (1-/0 + ~ K₂C (I-<x) (I-,7)

jA(l+*)(\+ Ii) + ~ K₁B(I -x)(l + /0 + -^

Q₂(P₁M(O

//P₂{P,M(f)

= j(l + /»)[{(! +*) + ^K₁ (1-,X)J(L₁ + ^) + j (I +λ) - I K₁ (1-,X)J(R₁+ K₂)J

P₂ [Q₁M(I) + KP₁M(I)) + IiQ₂ !G₁M(O + *P,M(f)}

= J_^ (1 + _Λ)(1 + /0 - 1-K₁B(I -x)(l +/0

(15)

Q₂ ',Q₁MU) +

- K₃D(I + x)(l -/0 - ^K₂C(I -«)(1 -/0 +λ) - i K₁(I-X)J(L_{1 +} L₂) +|(l+.x) + \ K₁ (l-x)J(R, + R₂)]

-X)(I-ZO(R₁-R₂)- C6)

J + i'lP₂ IQiAi(O + x

/i) - -Ik₁B(I-^II +/0- |-Κ₃β(1+Λ)(1-/ί) + -I K₂C(I-^)(I -

= |(1 + /Z)Fj(I +«) - -^- K₁ (1-^)J(L₁ + L₂) +{(1+,χ) + ^- K₁ (1 --X)J(K₁ +R₂)]

(17)

Die Einstellung der Signalpegel der ersten und der man die Verstärkungsfaktoren α und β der Verstärzweiten Unterkanal-Signalkomponenten ist somit durch kungseinstellungen entsprechend den Gleichungen (20) die zweite und dritte Schalteinrichtung 2, 3 möglich, 55 und (21)
indem man setzt _{v v}

_ ^3 — ^₂ (20)

K₁(l-«)(l+//) = K₂(l-_a)(l-Z<). (18) K₂+K^

Das ist schaltungstechnisch dadurch zu realisieren, t>o daß man an den Verstärkungseinstellungen 17,18 den Verstärkungsfaktor (1 wählt zu

„ _

K₃ — K₁
K₁+ K_z

Aus diesen Gleichungen ist ersichtlich, daß mit Hilfe der ersten Schalteinrichtung 1 eine Signalpegeleinstel-65 lung bezüglich der zweiten und der dritten Unterkanal-Signalkomponente, mit Hilfe der Schalteinrichtungen 2, Wird als zweites Schaltsignal anstelle des dritten 3 eine Signalpegeleinstellung bezüglich der ersten und Hilfsträgers der zweite Hilfsträger verwendet, so wählt der dritten Unterkanal-Signalkomponente möglich ist.

_ K₂- K₁ — K₂ + K₁ '

Gilt bezüglich der Konstanten aus Gleichung (1) die Beziehung

dann gilt für die Verstärkungsfaktoren κ und β nach den Gleichungen (9) und (19) α >0 und β <0, wenn der dritte Hilfsträger verwendet wird, bzw. nach den Gleichungen (20) und (21) <x < 0 und β < 0, wenn der zweite Hilfsträger verwendet wird. In Abhängigkeit von der Wahl der Konstanten K, Ki, K₂ und Ks in Gleichung (1) können jedoch die Verstärkungsfaktoren « und β auf verschiedene positive und negative Werte festgelegt werden.

In Abhängigkeit von den für die Konstanten K\ und K₂ gewählten Werten ist es unter Umständen auch nicht notwendig, die an die Schaltstufen 2b und 3b der Schalteinrichtungen 2, 3 zum Schalten angelegten Signale überhaupt mit einer geänderten Verstärkungseinstellung zu erzeugen. Es ist also möglich, /? = 0 zu wählen. Gilt für die Signalsummen an den Klemmen A und B hinter der ersten Schalteinrichtung 1 die Bedingung K\ = K₂, so ist keine Addition zwischen den Ausgangssignalen der paarweise vorgesehenen Schaltstufen der ersten Schalteinrichtung erforderlich, um unerwünschtes Nebensprechen zu vermeiden, sondern lediglich die kreuzweise Zusammenfassung der Ausgangssignale bei der zweiten und der dritten Schalteinrichtung 2, 3. Ebenso ist dann, wenn gilt: Ki=Ki und K) Φ K2 oder Ki = K₃ und K\ φ Ki keine Addition an der ersten Schalteinrichtung 1, wohl aber wieder eine solche an der zweiten und der dritten Schalteinrichtung notwendig, um das Nebensprechen zu verhindern.

Zu den von der zweiten und der dritten Schalteinrichtung 2, 3 an den Klemmen C D, E und F erhaltenen Signale werden jeweils in Phase oder um 180° außer Phase befindliche zusammengesetzte Signale addiert, die von der Klemme a über den Signalverstärker 7 und Widerstände 8,9,10 und 11 auf die in F i g. 1 erkennbare Weise den Klemmen C, D, E und F zugeführt werden. An den Ausgangsklemmen G, H, /bzw. J können somit die Signale U, L2, R\ und R2 getrennt zur Verfügung gestellt werden, wobei der Signalpegel der Hauptkanal-Signalkomponente in bezug auf die ersten, zweiten und dritten Unterkanal-Signalkomponenten justiert ist, deren Pegel relativ zueinander nach der obigen Erläuterung justiert worden sind. Kondensatoren 12,13, 14 und 15 dienen dabei zusammen mit Widerständen 19, 20, 21 und 22 als KC-Tiefpässe zum Entfernen hochfrequenter Unterkanal-Signalkomponenten, die im zusammengesetzten Vierkanal-Stereophonie-Signal enthalten sind, das den Klemmen C, D, fund Füber die Widerstände 8,9,10 bzw. 11 zugeführt wurde. Das über die Widerstände 8, 9, 10 und 11 den Klemmen C, D, E und Fzugeführte Signal ist im allgemeinen gegenphasig bezüglich der von den Addierstufen an diese Klemmen gelegten Signalkompositionen, wenn bezüglich des zusammengesetzten Signals in Gleichung (1) die Konstanten der Bedingung K₁ = K₂=K₃=I genügen bzw. in Phase, wenn die Konstanten die Bedingung 1 > K₁ = K₂ > K₃ erfüllen.

Wie oben erläutert, ist somit ein Ausgleich bzw. eine Verminderung eventueller Signalpegelunterschiede zwischen den einzelnen Unterkanälen in einem zusammengesetzten Vierkanal-Stereophonie-Signal möglich. Überdies ist auch eine Justierung der Signalpegel zwischen den Hauptkanal-Signalkomponenten bzw. den Unterkanal-Signalkomponenten zum Ausschalten von Nebensprecherscheinungen durchführ-F i g. 5 zeigt eine mögliche Ausführungsform für die Schalteinrichtungen 1, 2 und 3. Man erkennt, daß die Schalteinrichtungen als paarweise angeordnete Differenzverstärker aufgebaut sind. Einsr ^r'*^ap Oifriv

-, stärker besteht aus den Transistoren 35 und 36, der andere aus den Transistoren 37 und 38. Innerhalb jedes Differenzverstärkers sind dabei die Emitter der Transistoren 35 und 36 bzw. 37 und 38 verbunden und jeweils mit einem als Signalverstärker dienenden weiteren Transistor 33 bzw. 34 in Reihe geschaltet. Die Emitter-Kollektor-Strecken dieser als Signalverstärker dienenden Transistoren 33, 34 sind über Widerstände 31, 32 an eine Spannungsquelle angeschlossen, wie das in der Figur zu erkennen ist. Weiter sind die Kollektoren

i^r, der einander in den beiden Differenzverstärkern entsprechenden Transistoren 35 und 37 und ebenso die Kollektoren der beiden einander entsprechenden Transistoren 36 und 38 parallelgeschaltet. Die Basen der Transistoren sind über Kreuz verbunden: So ist die Basis des Transistors 35 unmittelbar mit der des Transistors 38, die Basis des Transistors 36 mit der des Transistors 37 verbunden. Zwischen die Verbindungsleitung der Basis des Transistors 35 mit der des Transistors 38 einerseits und die Verbindungsleitung der Basen der

2> Transistoren 36 und 37 andererseits ist auf die gezeigte Weise ein Widerstand 39 geschaltet, zwischen die Verbindungsleitung der Basen der Transistoren 36 und 37 und Erde überdies ein Kondensator 40. Weiter liegen die Verbindungspunkte der Kollektoren der Transisto-

jo ren 35 und 37 über einen Widerstand 41 an Masse und ebenso die Verbindungspunkte der Kollektoren der Transistoren 36 und 38 über einen Widerstand 42.

An eine Steuerklemme 44 wird r!as Schaltsignal angelegt, das somit gleichzeitig beide Schakstufen der

r> Schalteinrichtung steuert. An einer Signaleingangsklemme 43 bzw. einer Signaleingangsklemme 47 wird das zusammengesetzte Vierkanal-Stereophonie-Signal einerseits bzw. das α-fache (im Fall der Schalteinrichtung 1) bzw. das /ϊ-fache (im Falle der Schalteinrichtungen 2, 3) dieses Signals zugeführt. Bei den Signaleingangsklemmen 43 und 47 handelt es sich somit um die Eingangsklemmen der einen bzw. der anderen Schaltstufe der Schalteinrichtung. Die Ausgangssignale können von Ausgangsklemmen 45 und 46 abgegriffen

4) werden, die den Klemmen A und B, C und D bzw. fund Fernsprechen.

Im anhand von Fig. 5 erläuterten Beispiel sollen der Differenzverstärker aus den Transistoren 35 und 36 den Schaltstufen 1 a, 2a oder 3a, und der aus den Transistoren

-,0 37 und 38 bestehende Differenzverstärker den Transistoren ib. 2b oder 3b entsprechen. An der Ausgangsklemme 45 kann somit ein Signal nach Gleichung (22). an der Ausgangsklemme 46 ein Signal nach Gleichung (23) abgegriffen werden.

oder

Ρ,Λί(ί) + ^
Q₁ M(O + >P,M(i),

Q₁M(O + A
P₁M(O + ^

(22)

(23)

_b5 Diese Beziehungen gelten dann, wenn die Schaltung nach Fig.5 als erste Schalteinrichtung 1 verwendet wird. Verwendet man die Schaltung nach Fig.5 als zweite bzw. dritte Schalteinrichtung 2. 3 in gleicher

Weise, so können die Gleichungen (14) bis (17) realisiert werden. An den Eingangsklemmen 43 und 47 liegen dann an der einen d«-> an der Klemme A bzw. B zur Verfugung stehende Signal, an der jeweils anderen das /Mache dieses Signals. Das Schaltsignal für die Steuerklemme 44 ist der zweite oder dritte Hilfsträger im Takt mit dem Pilotton. Man erhält also durch Einsatz der Schaltung nach F i g. 5 für die Schalteinrichtungen 1, 2 und 3 auf die oben erläuterte Weise die oben im Zusammenhang mit F i g. 1 erläuterte Betriebsweise.

F i g. 6 zeigt eine weitere Ausführungsform der Schalteinrichtung. Diese gleicht derjenigen, die oben anhand von F i g. 5 erläutert wurde, mit der Ausnahme, daß die als Signalverstärker dienenden Transistoren 33 und 34 mit ihren Emittern nicht unmittelbar an die Spannungsquelle gelegt sind, sondern über einen gemeinsamen Widerstand 48, dessen Widerstandswert einstellbar ist. Diese Schaltung ist günstig, wenn eine der Verstärkungseinstellungen 16, 17 oder 18 der Ausführungsform nach Fig. 1 auf die oben erläuterte Weise weggelassen wird. In diesem Fall wird an die Signaleingangsklemme 43 der ersten Schaltstufe la, la oder 3a ein Signal angelegt, das vom Emitter des Transistors 33 über den gemeinsamen Widerstand 48 auch zum Transistor 34 der zweiten Schaltstufe Xb, 2b oder 3b gelangt. Hierbei wird an der Signaleingangsklemme 47 kein Signal benötigt bzw. an die Basis des Transistors 34 gelegt. Die Signaleingangsklemme 47 wird vielmehr über einen Kondensator 49 mit Masse verbunden.

Mit Hilfe der Schaltung von F i g. 6 können somit die Verstärkungsfaktoren λ oder β durch Verändern des gemeinsamen Widerstandes 48 geändert werden. Die Justierung von α und β ist nur möglich, wenn beide kleiner als 0 sind, da die an den Kollektoren der Transistoren 33 und 34 auftretenden Signale gegenphasig sind. Demgegenüber ist mit der Schaltung nach Fig.5 eine Justierung für α und β unabhängig davon möglich, ob von diesen eines oder beide > oder <0 sind.

F i g. 7 zeigt eine weitere Ausführungsform für eine Schaltstufe. Sie verwendet eine Diodenbrücke aus Dioden 53, 56, 57 und 60. An Eingangsklemmen 50 und

51 ist die Primärwicklung eines Übertragers 52 angeschlossen. Die Sekundärwicklung des Übertragers

52 ist in der Miite angezapft. Die Anzapfung ist mit einer Signaleingangsklemme 67 verbunden, an die das zu schaltende Signal angelegt wird. Die Sekundärwicklung des Übertragers 52 ist überdies zwischen Verbindungspunkte 65 und 66 der Diodenbrücke geschaltet. Die Verbindungspunkte 65, 66 der Diodenbrücke liegen einander diagonal gegenüber. Die beiden anderen einander diagonal gegenüberliegenden Verbindungspunkte der Diodenbrücke sind zu Ausgangsklemmen 63,64 geführt, zwischen denen das Ausgangssignal abgenommen wird. Die Dioden 53,56,57 und CO sind mit Widerständen 51, 55, 58 und 59 bezüglich der Verbindungspunkte 65, 66 auf die in F i g. 7 gezeigte Weise geschaltet. Die Ausgangsklemmen 63 und 64 sind über Widerstände 61 und 62 auf die gezeigte Weise an Masse gelegt.

Oben wurde anhand von F i g. 1 eine Ausführungsform beschrieben, bei der sämtliche Schalteinrichtungen, 1,2 und 3 jeweils aus zwei Schaltstufen la, Xb bzw. 2a, 2b bzw. 3a, 3b aufgebaut sind und zum Justieren der Signalpegel jeweils der einen Schaltstufe eine Verstärkungseinstellung 16, 17, 18 vorgeschaltet ist. Dieses Prinzip muß aber nicht auf sämtliche der drei Schalteinrichtungen Anwendung finden.

F i g. 8 zeigt eine Ausführungsform, bei der jeweils in der ersten bzw. der zweiten bzw. der dritten Schalteinrichtung 1, 2 und 3 zwei Ausgangssignale ein und derselben Schaltstufe miteinander addiert werden. Hierzu sind jeweils zwischen die beiden Ausgangsklemmen der Schalteinrichtungen Addierstufen 70, 71 bzw. 72 geschaltet. Es funktioniert dann beispielsweise die erste Schalteinrichtung 1 in gleicher Weise wie die

ίο Schaltstufe la der Ausführungsform nach Fig. 1. An ihren Ausgangsklemmen b und c erhält man Signale P\M(t) und Q\M(t). Diese Signale werden gleichphasig oder gegenphasig von der Addierstufe 70 derart addiert, so daß man folgende Signale erhält:

P₁M(I) + 0.Q₁M(I) }

(24)
Q_xM(I) + λ P₁ M(I) J

Diese Ausdrücke entsprechen denen der Gleichungen

(6) bzw. (7). Entsprechend kann der Wert des Verstärkungsfaktors λ in der Addierstufe für das Justieren der Signalpegel der Unterkanal-Signalkomponenten eingestellt werden.

F i g. 9a und Λ zeigen Schahungsanordnungen für solche Addierstufen. Die Schaltung nach F i g. 9a verwendet einen Widerstand 73 einstellbaren Widerstandswertes, der zwischen die Ausgangsklemmen 4>und c geschaltet ist. Die Schaltungsanordnung nach F i g. 9b bewirkt eine gegenphasige Addition mit Hilfe von

3d Transistoren 74, 75, deren Emitter über eine Reihenschaltung aus Widerständen 76, 77 verbunden sind, deren Verbindungspunkt über einen Widerstand 78 einstellbaren Widerstandwertes an eine Spannungsquelle gelegt ist. Die Kollektoren der Transistoren 74 und 75

Jj sind über Widerstände 79 bzw. 80 an Masse gelegt und mit Ausgangsklemmen 81 bzw. 82 verbunden.

Werden die zweite und die dritte Schalteinrichtung 2, 3 nach F i g. 8 ausgeführt, so erhält man an den Ausgangsklemmen f, g, h, i Ausgangssignale entsprechend Gleichung (25) bzw. bei entsprechender Einstellung des Verstärkungsfaktors β an den Addierstufen 71, 72 an den Ausgangsklemmen Λ, g', h' und /' Ausgangssignale entsprechend Gleichung (26)

P₂IP₁Mit) + A
Q₂[P₁M(I) +λ Q₁ M(I)I
P₂JQ₁M(I) +_Λ P₁Af(I)J
Q₂[QiM(I) + * P₁M(Q]

(25)

P₂ IP₁M(I) + λ Q_xM(I)] + PQ₂[P₁M(I) + λ
Q₂)P₁M(I) +^Q₁M(Oi+ βP₂ [P₁M(I) + 0.

P₁ IQ₁M(I) + λP₁ M(OJ + ßQi [Q₁M(I) + ,VP₁
und

⁶⁰Q₂)Q₁M(O + λ Ρ,Μ(0} + βP₂ [QiM(I) + λP₁

(26)

Die Ausdrücke entsprechen den oben anhand voi

b5 F i g. 1 angeführten Gleichungen (14) bis (17). Selbstver ständlich wird wenigstens eine der Schalteinrichtungei nach der oben anhand von Fig. 1 erläuterten Art um Weise aufgebaut und betrieben.

Hierzu 5 Blatt Zeichnungen

Claims

Patentansprüche:

1. Vierkanal-Stereophonie-Demodulationssystem zum Demodulieren eines zusammengesetzten Vierkanal-Stereophonie-Signals, bestehend aus einer Hauptkanal-Signalkomponente, die die erste von vier unterschiedlichen Signalkombinationen der vier Stereosignale ist, aus einer ersten Unterkanal-Signalkomponente, die durch trägerunterdrückte Amplitudenmodulation der zweiten Signalkombination auf einem ersten Hilfsträger erhalten ist, aus einer zweiten Unterkanal-Signalkomponente, die durch trägerunterdrückte Amplitudenmodulation der dritten Signalkombination auf einem zweiten Hilfsträger erhalten ist, der gegenüber dem ersten Hilfsträger um 90° phasenverschoben ist, aus einer dritten Unterkanal-Signalkomponente, die durch trägerunterdrückte Amplitudenmodulation der vierten Signalkombination auf einem dritten Hilfsträger erhalten ist, der die doppelte Frequenz des ersten und zweiten Hilfsträgers hat, wobei mindestens eine der Unterkanal-Signalkomponenten einen Signalpegel aufweist, der sich von den Signalpegeln der anderen Unterkanal-Signalkomponenten unterscheidet, und schließlich aus einem Pilotton, dessen Frequenz die Hälfte der Frequenz des ersten Hilfsträgers beträgt, mit einer Demodulatorschaltung mit Einrichtungen zum Erzeugen eines ersten und eines zweiten Schaltsignals, die je eine harmonische Frequenz des Pilottons aufweisen und von denen das erste Schaltsignal an eine mit dem zusammengesetzten Vierkanal-Stereophonie-Signal gespeiste und aus diesem ein Paar Ausgangssignale erzeugende erste Schalteinrichtung (1) als Steuersignal gelegt ist, während das zweite Schaltsignal an eine zweite und ein dritte Schalteinrichtung (2,3) als Steuersignal gelegt ist, die ausgehend von den Ausgangssignalen der ersten Schalteinrichtung die vier Stereosignale erzeugen, dadurch gekennzeichnet, daß mindestens eine der drei Schalteinrichtungen (1, 2, 3) aus zwei Schaltstufen (la, 16; 2a, 2b; 3a, 3b) besteht, von denen der einen das Eingangssignal direkt, der anderen über einen Signalpfad mit Verstärkungseinstellung (16, 17, 18) zugeführt wird, deren jeweils zwei Ausganssignale zur Verminderung der Signalpegelunterschiede der Unterkanal-Signalkomponenten durch Addierstufen paarweise überkreuz zusammengefaßt werden.

2. Demodulationssystem nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß ein Ausgangssignal der einen Schaltstufe mit dem Ausgangssignal der anderen Schaltstufe in Phase addiert ist.

3. Dernodulationssystem nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß ein Ausgangssignal der einen Schaltstufe mit dem Ausgangssignal der anderen Schaltstufe um 180° phasenverschoben addiert ist.

4. Demodulationssystem nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß die Schaltstufen zumindest einer der Schalteinrichtungen (1, 2, 3) als paarweise angeordnete Differenzverstärker (35, 36; 37, 38) ausgebildet sind, an deren Steuereingang ein Schaltsignal gelegt ist und mit denen jeweils ein Signalverstärker (33, 34) in Reihe geschaltet ist, deren Emitter über einen gemeinsamen Widerstand (48) zum Einregeln der Signalpegel der einzelnen Kanal-Signalkomponenten relativ zueinander an

eine Spannungsquelle gelegt sind (F i g. 6).

5. Demodulationssystem nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß die Schaltstufen zumindest einer eier Schalteinrichtungen (1,2,3) jeweils eine Diodenbrücke (53,56,57,60) umfassen, an der ein Eingangssignal an zwei einander diagonal gegenüberliegenden Verbindungspunkten (65, 66) der Diodenbrücke angelegt und ein Ausgangssignal von den beiden anderen einander diagonal gegenüberliegenden Verbindungspunkten der Diodenbrücke abgenommen wird (Fig. 7).