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(11) | EP 0 065 615 A1 |
| (12) | EUROPÄISCHE PATENTANMELDUNG |
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| (54) | UKW-Empfänger für ein Verkehrsrundfunkübertragungssystem |
| (57) In einem UKW-Verkehrsrundfunkempfänger mit Umschalteinrichtungen in der NF-Stufe
wird von einer Meßeinrichtung der gesamte Bereich der Amplitudenmodulation des Hilfsträgers
erfaßt und bei einem signifikanten Anstieg des Modulationsgrades und während dessen
Dauer ein Steuersignal für die Umschalteinrichtungen ausgelöst (Figur 3). |
Stand der Technik
[0002] Seit einigen Jahren werden innerhalb des deutschen UKW-Rundfunknetzes und auch in benachbarten Ländern von Zeit zu Zeit Verkehrsnachrichten ausgesendet. Die Verkehrsfunksender, die solche Nachrichten mehr oder weniger regelmäßig ausstrahlen, sind durch einen zusätzlich zur Nutzmodulation ausgestrahlten 57-kHz-Hilfsträger gekennzeichnet, der bei Stereo-Sendern als dritte Vielfache des 19-kHz-Stereo-Pilottons synchron mit diesem ausgestrahlt wird. Dabei ist der 57-kHz-Hilfsträger mit dem Pilotton phasenstarr verkoppelt mit Nulldurchgängen in der gleichen Richtung. Dieser Hilfsträger dient zugleich auch zur Übertragung zusätzlicher Informationen - auch Kennungen genannt - die als Amplitudenmodulation des Hilfsträgers übertragen werden. (DBP 20 51034)
[0003] Eine dieser Kennungen wird zusammen mit der Durchsage der Verkehrsnachricht ausgestrahlt. Sie zeigt also an, daß während ihrer Ausstrahlung über den UKW-Sender eine Nachricht zur Verkehrslage verbreitet wird und wird daher Durchsagekennung (DK) genannt. Die Durchsagekennung besteht aus einem sehr schmalen Frequenzband bei 125 Hz, welches den Hilfsträger mit 30 % in seiner Amplitude moduliert.
[0004] Grundsätzlich können anderen Programmarten, z. B. Sportsendungen, andere Frequenzen als DK zugeordnet werden.
[0005] Mit dieser Durchsagekennung werden in einem für das System bestimmten Empfänger über einen 57-kHz-Detektor und einen Amplituden-Demodulator Umschalteinrichtungen in der NF-Stufe gesteuert; sei es zur Anhebung der Lautstärke während der Durchsage oder, wenn der Empfänger stummgeschaltet ist, zur Aufhebung der Stummschaltung oder bei kombinierten Radio-Cassetten-Recordern auch zur Umschaltung von der Cassettenwiedergabe auf Wiedergabe der Verkehrsnachricht, wenn diese beginnt und zur Zurückschaltung auf Cassettenwiedergabe, wenn die Durchsage beendet ist.
[0006] Eine weitere vom Hilfsträger übertragene Information dient der Kennzeichnung von Verkehrsfunkbereichen. Alle UKW-Verkehrsfunksender, die in einem bestimmten geographischen Gebiet liegen, sind durch eine einheitliche Kennung - Bereichskennung (BK) - gekennzeichnet. Die Verkehrsnachrichten der Sender mit gleicher BK betreffen dasselbe geographische Gebiet. Diese Bereichskennung wird dem Hilfsträger kontinuierlich aufmoduliert. Sie moduliert die Amplitude des Hilfsträgers zu 60 %. Die Bandbreite der einzelnen Bereichskennungen und deren Lage zueinander ist so gewählt, daß sich bei einer Güte von größer 20 eine Nachbarkanaldämpfung von größer 15 dB ergibt. Innerhalb des verfügbaren Frequenzbandes unterhalb der Durchsagekennung hat man 6 Bereichskennungen festgelegt, wobei sichergestellt ist, daß die Harmonischen der Kennungen zwischen die anderen Kennungen fallen. (DBP 22 40 941)
[0007] Während einer Verkehrsdurchsage ist der Hilfsträger somit mit zwei Kennungen, der BK und der DK, moduliert, außerhalb der Zeit der Verkehrsdurchsagen nur mit einer Kennung, der BK. Grundsätzlich kann auch jedem Verkehrsfunksender eine eigene BK zugeordnet sein, wenn die Zahl der verfügbaren BK dafür ausreicht.
[0008] In Suchlaufempfängern kann man das Vorhandensein des 57-kHz-Hilfsträgers dazu ausnutzen, den Suchlauf nur bei dem Empfang von Verkehrsfunksendern zu unterbrechen. Da 57 kHz die dritte Vielfache des 19-kHz-Pilottons ist, besteht die Gefahr, daß infolge von Nicht-Linearitäten im Sender oder Empfänger Oberwellen des 19-kHz-Pilottons auch bei Nicht-Verkehrsfunksendern entstehen. Daher hat man in dem Detektor für den 57-kHz-Hilfsträger einen Hilfszweig vorgesehen, der den Detektorausgang erst freigibt, wenn ein weiterer Detektor das Vorhandensein der Bereichskennung anzeigt. (DBP 25 33 946)
[0009] In einer neueren Schaltung wird der Modulationsgrad des Hilfsträgers durch die Bereichskennung gemessen und erst bei Feststellung des richtigen Modulationsgrades von 60 % das Verweilen des Suchlaufs auf dem Verkehrsfunksender freigegeben.
[0010] Dieses Verkehrsfunkssystem arbeitet in weiten Empfangsbereichen zur vollen Zufriedenheit. Doch zeigten sich unter erschwerten Empfangsbedingungen häufiger Fehlschaltungen bei der Auswertung der Durchsagekennung. So tritt z. B. durch Mehrwegeempfang öfter eine Modulation des 57-kHz-Trägers auf, die eine Durchsagekennung vortäuschen kann und damit falsche Umschaltungen in der NF-Stufe bewirkt.
Aufgabe und Lösung
[0011] Es stellt sich von daher die Aufgabe, die Erkennung der Durchsagekennung im Empfänger zu verbessern.
[0012] Diese Aufgabe läßt sich mit den im Kennzeichen des Anspruchs 1 angegebenen Mitteln lösen, mit besonderen Vorteilen, wenn man die Mittel entsprechend den in den weiteren Ansprüchen angegebenen Merkmalen weiterbildet.
Beschreibung
[0013] Anhand der Zeichnung wird die Erfindung näher erläutert. Es zeigen
Figur 1 ein Blockschaltbild eines UKW-Empfängers
Figur 2 ein Blockschaltbild des Verkehrsdecoders in einem UKW-Empfänger
Figur 3 den zeitlichen Verlauf des Modulationsgrades des Hilfsträgers nach dem Stand der Technik
Figur 4 eine Meßeinrichtung für einen Verkehrsfunkdecoder nach Figur 2 zur Auswertung des gesamten Modulationsgrades
[0014] Der Empfänger in Figur 1 erhält sein Eingangssignal über die Antenne 1. In der HF-Stufe 2 läßt sich der gewünschte Sender einstellen. An dem die nachfolgende ZF-Stufe 3 abschließenden Ratio-Detektor ist die Sendernutzmodulation abnehmbar, die neben der für den Rundfunkteilnehmer bestimmten Nachricht einen amplitudenmodulierten 57-kHz-Hilfsträger enthält. Über eine Umschalteinrichtung 4 werden wahlweise die eben erwähnten Nachrichten oder die Signale eines Tonbandwiedergabegerätes 5 auf die NF-Stufe 6 gegeben, an die ein Lautsprecher 7 angeschlossen ist.
[0015] Die Steuerung der Umschalteinrichtung 4 erfolgt entweder willkürlich von Hand oder wird bei eingeschaltetem Tonbandgerät von einem Verkehrsfunkdecoder 8 bewirkt, der ebenfalls an den Ausgang der ZF-Stufe 3 angeschlossen ist. Der Verkehrsfunkdecoder ist überdies mit einer Sendersuchlaufeinrichtung 9 verbunden, die im übrigen die Einstellung eines gewünschten Senders steuert und die über das Bedienteil 10 gestartet wird. Das Bedienteil kann wiederum mit dem Verkehrsfunkdecoder 8 zur Vorwahl eines bestimmten Verkehrsfunkbereiches verbunden werden.
[0016] Das Ausgangssignal der ZF-Stufe 3 wird in dem Detektor 11 des in Figur 2 dargestellten Verkehrsfunkdecoders 8 auf das Vorhandensein eines amplitudenmodulierten 57-kHz-Hilfsträgers untersucht. In dem Demodulator 12 wird die Amplitudenmodulation vom Hilfsträger getrennt. Diese Modulation kann aus einer Bereichskennung BK und bei einer Verkehrsdurchsage zusätzlich aus einer Durchsagekennung DK bestehen.
[0017] Zwei parallel geschaltete Filter 13, 14, ersteres mit einem Durchlaßbereich, der nur die Bereichskennungen umfaßt, und letzteres mit einem Durchlaßbereich für die Durchsagekennung allein, trennen die beiden möglichen Kennungen.
[0018] An den Ausgang des Filters 14, das nur die Durchsagekennungen DK durchläßt, ist ein Durchsagekennungsdecoder 19 angeschlossen. Dessen Ausgangssignal wird zu einer Koinzidenzstufe 18 weitergeleitet.
[0019] An dem Ausgang des Filters 13 liegt ein BK-Decoder 17, der die von dem empfangenen Verkehrsfunksender übermittelte Bereichskennung anzeigt. Für den Fall, daß über das Bedienteil 10 ein bestimmter Verkehrsfunkbereich vorgewählt ist - gestrichelt dargestellt -, wird ein zweites Steuersignal an die Koinzidenzstufe 18 abgegeben, wenn die vorgewählte und die übermittelte BK übereinstimmen.
[0020] Wenn an den Eingängen der Koinzidenzstufe 18 gleichzeitig ein Signal anliegt, erhält die Umschaltstufe 4 in den bekannten Geräten einen Schaltimpuls, welcher die Durchschaltung des Empfängers auf die NF-Stufe 6 bewirkt, sofern bei dem Empfang des Schaltimpulses das Tonbandgerät 5 über die Umschaltstufe 4 mit der NF-Stufe 6 verbunden ist.
[0021] Die bekannte Umschalteinrichtung 4 in den NF-Stufen des Empfängers spricht mithin jedesmal dann an, wenn der eingestellte Verkehrsfunksender eine Verkehrsfunkdurchsage durchgibt und das Kombinationsgerät auf Tonbandwiedergabe geschaltet ist, bzw. nur dann, wenn der eingestellte Verkehrsfunksender auch dem vorgewählten Verkehrsfunkbereich zugeordnet ist und über diesen Sender eine Durchsage verbreitet wird.
[0022] Das Filter 13 ist außerdem mit einer Meßeinrichtung 15 für den Modulationsgrad des Hilfsträgers durch die Bereichskennung verbunden. Solange der Meßwert über dem als Sollwert vorgegebenen Modulationsgrad liegt, erhält eine Koinzidenzstufe 16 von der Meßeinrichtung 15 ein Steuersignal. An einem weiteren Eingang der Koinzidenzstufe 16 liegt zugleich auch der Hilfsträger an. Das Ausgangssignal der Koinzidenzstufe 16 wird dann in der Sendersuchlaufeinrichtung 9 als Kriterium für das Vorhandensein des 57- kHz-Hilfsträgers weiterverarbeitet, z. B. als Stoppsignal für den Sendersuchlauf.
[0023] Der bis hierher beschriebene Teil des Verkehrsfunkdecoders 8 gehört zum Stand der Technik und wird in vielen Verkehrsfunkempfängern verwendet. Gemäß einem Ausführungsbeispiel der Erfindung ist diese bekannte Schaltung ergänzt durch ein weiteres Filter 22, das parallel zu den beiden Filtern 13 und 14 am Ausgang des Demodulators 12 liegt. Der Durchlaßbereich dieses Filters ist so gewählt, daß er beide Kennungen BK und DK umfaßt. Diesem Filter ist eine weitere Meßeinrichtung 20 nachgeschaltet, die den gesamten Modulationsgrad der Amplitude des Hilfsträgers durch die Bereichs-und Durchsagekennung mißt, der sich im Gegensatz zum Modulationsgrad des Hilfsträgers durch die Bereichskennung zeitlich ändert, wie Figur 3 zeigt, da die Durchsagekennung im Gegensatz zur Bereichskennung nicht dauernd vorhanden ist.
[0024] Im Aufbau können sich die beiden Meßeinrichtungen 15 und 20 in weiten Zügen gleichen. Der Ausgang der Meßeinrichtung 20 ist in Fig.- 2 mit einem Eingang der Koinzidenzstufe 18 verbunden. Wenn der Modulationsgrad des Hilfsträgers von 60 % auf rund 90 % signifikant ansteigt, erzeugt die Meßeinrichtung 20 ein Steuersignal. Dies bewirkt, daß die Koinzidenzstufe 18 erst dann ein Steuersignal weitergibt, wenn der Gesamtmodulationsgrad des Hilfsträgers von dem vorgegebenen Wert - hier 60 % - signifikant ansteigt, im vorliegenden Fall um 50 %.
[0025] Die entsprechend der Erfindung weitergebildete Schaltung bringt somit die Umschalteinrichtung 4 erst dann zum Ansprechen, wenn neben der Durchsagekennung auch ein signifikanter Anstieg des Modulationsgrades des Hilfsträgers festgestellt worden ist. Wenn der Modulationsgrad wieder auf 60 %, den vorgegebenen Wert, abfällt, wird die Umschalteinrichtung 4 wieder zurückgestellt.
[0026] In einfacheren Geräten kann auch die Umschalteinrichtung 4 allein durch das Steuersignal der Meßeinrichtung 20 gesteuert werden. Dies ist in Figur 2 durch die gestrichelte Verbindung zwischen der Meßeinrichtung 20 und der Umschalteinrichtung 4 angedeutet.
[0027] In der Figur 4 ist ein Ausführungsbeispiel für eine Meßeinrichtung 20 dargestellt. Zu deren besserem Verständnis sei nochmals die Figur 3 ausführlicher erläutert.
[0028] In Figur 3 ist der zeitliche Verlauf der Modulation des 57-kHz-Hilfsträgers nach dem Stand der Technik angedeutet. Vor dem Zeitpunkt t0, dem Beginn der Durchsage, wird die Amplitude des Hilfsträgers allein von der Bereichskennung moduliert, und zwar mit einem Modulationsgrad von 60 %, d. h. die Amplitude des Hilfsträgers schwankt zwischen 40 % und 160 % ihres unmodulierten Wertes.
[0029] Zum Zeitpunkt t0 wird senderseitig zusätzlich die Durchsagekennung eingeschaltet. Der Modulationsgrad der Hilfsträgeramplitude durch diese Kennung allein beträgt 30 %; der Gesamtmodulationsgrad des Hilfsträgers nimmt somit von 60 % auf 90 % zu, d. h. um 50 % und die Hilfsträgeramplitude schwankt nunmehr zwischen 10 % und 190 % des unmodulierten Wertes.
[0030] In der Meßeinrichtung nach Figur 4 wird aus der Nutzmodulation MPX des Senders durch den 57-kHz-Detektor 11 der Hilfsträger mit seiner Amplitudenmodulation ausgefiltert. Der Detektor umfaßt einen Regelverstärker 21, der für eine Konstanz der Amplitude des Hilfsträgers sorgt. Solche Regelverstärker sind bekannt. Die Zeitkonstante des Regelverstärkers ist erheblich größer als die Periodendauer der niedrigen Modulationsfrequenz des Hilfsträgers, sie kann 1 sec. oder mehr betragen. In dem nachfolgenden Demodulator 12 wird das Ausgangssignal des Detektors demoduliert, so daß am Ausgang des Demodulators die gesamte Amplitudenmodulation des Hilfsträgers verfügbar ist.
[0031] An den Ausgang des Modulators 12 ist ein Tief- oder Bandpaß 22 angeschlossen, dessen obere Grenzfrequenz der höchsten Modulationsfrequenz des Hilfsträgers entspricht oder darüber liegt. Diesem Bandpaß folgt ein Gleichrichter 23. Da der Hilfsträger in dem Regelverstärker 21 konstant gehalten wird, ist ein besonderer Vergleich zwischen der gesamten Modulationsamplitude und der unmodulierten Hilfsträgeramplitude hier nicht mehr erforderlich. Die Ausgangsamplitude des Gleichrichters 23 ist dem Modulationsgrad des Hilfsträgers eindeutig zugeordnet. Mit dem Ausgangssignal des Gleichrichters 23 wird ein erster Schwellwertschalter 24, ein Schmitt-Trigger, direkt gesteuert, während ein anderer Schmitt-Trigger als zweiter Schwellwertschalter 26 über einen Spannungsteiler 25 an den Ausgang des Gleichrichters 23 angeschlossen ist.
[0032] Dieser Spannungsteiler umfaßt zwei Widerstände 27, 28, von denen der direkt am Gleichrichter 23 liegende Widerstand 27 halb so groß ist wie der nach Masse geführte zweite Widerstand 28. Hierdurch ergibt sich eine Spannungsteilung von 1 : 2.
[0033] Der erste Schmitt-Trigger 24 wird geschaltet, sobald die Ausgangsspannung des Gleichrichters 23 einen Wert erreicht, der einem Modulationsgrad von 60 % des Hilfsträgers in etwa entspricht.
[0034] Der zweite, auf den gleichen Schwellwert eingestellte Schmitt-Trigger 26 spricht erst dann an, wenn der einem Modulationsgrad von 90 % zugeordnete Spannungswert am Ausgang des Gleichrichters in etwa erreicht wird. Dieser Anstieg von 60 % auf 90 % Modulationsgrad tritt beim senderseitigen Einschalten der Durchsagekennung stets auf. Dieser weitere Spannungsanstieg am Ausgang des Gleichrichters läßt den Schmitt-Trigger 24 unbeeinflußt. Die Ausgangssignale der beiden Schmitt-Trigger 24, 26 sind in einer UND-Schaltung 29 zusammengefaßt. Die UND-Schaltung 29 liefert dann direkt oder mittelbar (s. Fig. 2) die Steuersignale für die bekannte Umschalteinrichtung 4 in der NF-Stufe.
[0035] Mit Hilfe dieser Schaltung wird ein Steuersignal gewonnen, wenn der Modulationsgrad des Hilfsträger durch die BK von dem vorgegebenen Wert, - hier 60 % - aus noch signifikant ansteigt und wieder abfällt.
[0036] Das Ausgangssignal des Schmitt-Trigger 24 kann zur Anzeige des Vorhandenseins des Hilfsträgers genutzt werden und stellt eine Variante der Meßeinrichtung 15 und der Koinzidenzstufe 16 der Figur 2 dar.
[0037] Die mittelbare Steuerung der Umschalteinrichtung 4 über die Koinzidenzstufe 18 erweist sich als vorteilhaft, wenn mehrere Durchsagekennungen für verschiedene Programmarten benutzt werden und diese in einem Frequenzbereich liegen, der an die untere Grenzfrequenz der eigentlichen Rundfunksendungen anschließt.
1. Für ein Rundfunk-Übertragungssystem bestimmter UKW-Empfänger mit einem Frequenz-Demodulator
für die Sendersignale, einem Detektor für einen amplitudenmodulierten 57"kHz-Hilfsträger
in dem Sendersignal und einem Amplitudendemodulator für den 57-kHz-Hilfsträger, ferner
mit Umschalteinrichtungen innerhalb der NF-Stufe, die durch die Amplitudenmodulation
des Hilfsträgers steuerbar sind, und mit einer Meßeinrichtung für den Grad der Modulation
des Hilfsträgers durch einen vorgegebenen Frequenzbereich innerhalb der Modulation
des Hilfsträgers, dadurch gekennzeichnet, daß die Meßeinrichtung (20) den gesamten
Bereich der Amplitudenmodulation des Hilfsträgers erfaßt und bei einem signifikanten
Anstieg des Gesamt-Modulationsgrades von einem vorgegebenen Wert aus auf einem höheren
Modulationsgrad und während dessen Dauer ein Steuersignal für die Umschalteinrichtung
(4) in der NF-Stufe auslöst.
2. UKW-Empfänger nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Meßeinrichtung (20)
bei einem Anstieg des Modulationsgrades um im wesentlichen 50 % des vorgegebenen Wertes
ein Steuersignal auslöst.
3. UKW-Empfänger nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Meßeinrichtung (20)
bei einem Anstieg des Modulationsgrades von 60 % auf 90 % ein Steuersignal auslöst.
4. UKW-Empfänger nach Anspruch 1, 2 oder 3, dadurch gekennzeichnet, daß dem Detektor
(11) für den Hilfsträger ein Regelverstärker (21) und diesem ein Filter (22) nachgeschaltet
ist, dessen Bandbreite den gesamten Frequenzbereich der Amplitudenmodulation des Hilfsträgers
erfaßt, daß die darauf folgende Meßeinrichtung einen Gleichrichter (23) und zwei Schwellwertschalter
(24, 26) umfaßt, daß der Ausgang des zweiten, einem höheren Modulationsgrad zugeordneten
Schwellwertschalters (26) mit dem zweiten Eingang einer UND-Schaltung (29) verbunden
ist, deren erster Eingang direkt an den Ausgang des ersten, einem niedrigeren Modulationsgrad
zugeordneten Schwellwertschalter (24) angeschlossen ist und daß das Ausgangssignal
der UND-Schaltung (29) die Umschalteinrichtung (4) steuert.
5. UKW-Empfänger nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß zwischen dem Ausgang
des Gleichrichters (23) und dem Eingang des zweiten Schwellwertschalters (26) ein
Spannungsteiler (25) zwischen geschaltet ist, dessen Teilwiderstände sich wie 1 :
2 verhalten und daß beide Schwellwertschalter (24, 26) auf den gleichen Schwellwert
eingestellt sind, der einem Modulationsgrad von 60 % entspricht.
6. UKW-Empfänger nach einem der Ansprüche 1 bis 5 mit einem Durchsagekennungs-Decoder,
dadurch gekennzeichnet, daß der Ausgang der Meßeinrichtung (20) mit dem ersten Eingang
einer Koinzidenzstufe (18) verbunden ist, deren zweiter Eingang an dem Ausgang des
Durchsagekennungs-Decoders (19) liegt, und daß das Ausgangssignal der Koinzidenzstufe
(18) die Umschalteinrichtung (4) steuert.