Die Erfindung geht von einem Verfahren zur Beeinflussung der Stereo-Kanaltrennung eines wiederzugebenden Audiosignals und einem Rundfunkempfänger zur Durchführung des erfindungsgemäßen Verfahrens nach der Gattung der unabhängigen Ansprüche aus.
Moderne Rundfunksender strahlen Rundfunksignale ab, deren Signalformat die Übertragung stereophoner Audiosignale ermöglicht und empfängerseitig den Raumklang einer stereophonen Wiedergabe deutlich hörbar werden läßt.
Liegt ein zu empfangendes Rundfunksignal am Empfangsort nur mit einer geringen Feldstärke vor, geht dieser Vorteil verloren, da eine störungsfreie Kanaltrennung eine Mindest-Empfangsfeldstärke eines am Empfangsort empfangenen Rundfunksignals erfordert. Daher werden Rundfunkempfänger, insbesondere Autoradios, seit langem mit einem schaltenden oder auch gleitenden Übergang von stereophoner zu monophoner Wiedergabe ausgestattet, der von der Empfangsfeldstärke eines empfangenen Rundfunksignals abhängig ist. In solchen Rundfunkempfängern wird bei Abfall der Empfangsfeldstärke die Kanaltrennung automatisch verringert.
Häufig treten neben der Schwankung der Empfangsfeldstärke eines empfangenen Rundfunksignals weitere Empfangsstörungen wie z. B. Mehrwegeempfang eines eingestellten Rundfunksenders auf. Bei solchen Empfangsverhältnissen macht sich auch bei den genannten Stereorundfunkempfängern, bei denen der gleitende Mono-Stereo-Übergang auf optimale Kanaltrennung eingestellt ist, nachteilig bemerkbar, daß die gute Stereowiedergabe bei Einfahrt in ein Mehrwege-Empfangsgebiet schlagartig und oft nur auf kurzen Fahrtstrecken gestört ist. Man hat daher stereofähige Rundfunkempfänger mit einem Detektor für Störungen wie z. B. Mehrwegeempfang des eingestellten Senders ausgerüstet, dessen Ausgangssignal einen Umschalter steuert, der den Empfänger zwangsweise auf monophone Wiedergabe des empfangenen Rundfunksignals schaltet.
Aus der EP 0 617 519 A2 ist eine Schaltungsanordnung für einen solchen Rundfunkempfänger bekannt, in der aus der Empfangsfeldstärke eines empfangenen Rundfunksignals ein die Empfangsfeldstärke anzeigendes Signal abgeleitet wird, in der weiterhin aus dem empfangenen Rundfunksignal ein Empfangsstörungen anzeigendes Störsignal abgeleitet wird, und bei der das die Empfangsfeldstärke anzeigende Signal und das Störsignal multiplikativ zur Bildung eines zur Beeinflussung der Stereo-Kanaltrennung eines wiederzugebenden Audiosignals einem Stereodecoder zugeführten Faktors verknüpft werden.
Auf Fahrtstrecken mit kurzzeitigem Mehrwegeempfang, z. B. auf Straßen mit Hochhausbebauung oder in gebirgigen Gegenden, treten Wechsel zwischen Einwege-Empfang und Mehrwegeempfang häufig innerhalb kürzester Zeit auf und führen zu entsprechend häufigen Wechseln von einer Stereowiedergabe zur monophonen Wiedergabe einer Stereosendung. Dieser Effekt wird seit langem als so störend empfunden, daß Autofahrer in gebirgigen Gegenden den Stereodecoder beim Empfang moderner Stereosender ausschalten und auf die Stereowiedergabe ganz verzichten.
Schließlich sind Rundfunkempfänger mit der Möglichkeit zur Auswertung von mittels des Radio-Daten-Systems (RDS) übertragenen Informationen bekannt, die zum Zweck der Optimierung der Empfangsqualität eines empfangenen Rundfunkprogramms kurzzeitig von einer aktuell eingestellten Sendefrequenz auf eine alternative Sendefrequenz, über die das gleiche Programm übertragen wird, abgestimmt werden, wobei während der Verweildauer auf der alternativen Sendefrequenz deren Empfangsqualität bestimmt und anschließend der Empfänger auf die Sendefrequenz mit den besten Empfangsbedingungen eingestellt wird. Die Information über die alternative Sendefrequenz wird dabei beispielsweise den über das Radio-Daten-System übertragenen AF-(alternative Frequenzen) Daten entnommen.
Das Abstimmen des Rundfunkempfängers auf eine alternative Sendefrequenz, deren Empfangsfeldstärke stark von der der ursprünglich eingestellten Sendefrequenz abweichen kann, verursacht schlagartige und somit störende Veränderungen der Stereo-Kanaltrennung eines wiedergegebenen Audiosignals.
Das erfindungsgemäße Verfahren und der erfindungsgemäße Rundfunkempfänger mit den Merkmalen der unabhängigen Ansprüche haben den Vorteil, daß bei stark schwankenden Empfangsverhältnissen oder häufig auftretenden Empfangsstörungen, wie z. B. Mehrwegeempfang, schnelle und häufige Wechsel zwischen stereophoner und monophoner Wiedergabe und der damit verbundene negative Höreindruck zugunsten einer teilweise oder vollständig monophonen Wiedergabe unterdrückt werden.
Vorteilhafte Ausführungsformen des erfindungsgemäßen Verfahrens und des erfindungsgemäßen Rundfunkempfängers sind in den abhängigen Ansprüchen angegeben.
Von besonderem Vorteil ist es, die Kennlinien zur Bewertung der die Empfangsfeldstärke eines Rundfunksignals anzeigenden Feldstärkesignale in Form von Treppenfunktionen auszuführen, da diese im Falle einer Realisierung des erfindungsgemäßen Verfahrens oder des erfindungsgemäßen Rundfunkempfängers in digitaler Technik besonders einfach realisierbar sind.
Gerade im Falle einer digitalen Signalverarbeitung ist es auch von Vorteil, ein die Häufigkeit von Empfangsstörungen anzeigendes Signal mittels eines Zählers zu realisieren, der bei Auftreten einer Störung in- und bei Ausbleiben einer Störung dekrementiert wird, da der für diesen Zähler benötigte Takt auf einfache Weise beispielsweise aus dem Systemtakt z. B. aus dem Bit-Takt der beteiligten digitalen Signale ableitbar ist.
Schließlich ist es von besonderem Vorteil, bei Rundfunkempfängern zum Empfang von Radio-Daten-Signalen, die zur Optimierung der Empfangsqulität automatische Alternativfrequenztests durchführen, für die Dauer eines Alternativfrequenztests das Kanaltrennungs-Hilfssignal P auf seinem letzten Wert zu halten und gegebenenfalls erst nach dem Alternativfrequenztest zu verändern, da damit starke Schwankungen der Stereo-Kanaltrennung im Zuge von Alternativfrequenztests vermieden werden können.
Ausführungsbeispiele der Erfindung sind in den Zeichnungen dargestellt und werden im folgenden näher erläutert.
Es zeigen Figur 1 ein Blockschaltbild des erfindungswesentlichen Teils eines erfindungsgemäßen Rundfunkempfängers, Figur 2 ein Beispiel für eine Realisierung der zweiten Bewertungsschaltung 6, Figur 3 eine Realisierungsmöglichkeit für den Stereodecoder 11, Figur 4 ein Beispiel für eine erste in der ersten Bewertungsschaltung 4 realisierte Kennlinie, Figur 5 eine zweite in der dritten Bewertungsschaltung realisierte Kennlinie und Figur 6 ein Beispiel für die in der zweiten Bewertungsschaltung 6 realisierte monoton fallende Kennlinie 62.
Ein Ausführungsbeispiel des erfindungswesentlichen Teils eines erfindungsgemäßen Rundfunkempfängers zur Durchführung des erfindungsgemäßen Verfahrens ist in Figur 1 dargestellt.
An zwei Ausgängen eines Stereo-Decoders 11, dem ein in an sich bekannter Weise durch Demodulation eines empfangenen Rundfunksignals gewonnenes Stereo-Multiplesxsignal MPX zugeführt ist, sind Audiosignale für einen linken und einen rechten Kanal (l, r) abnehmbar.
Die Bildung der Audiosignale für den linken und den rechten Stereokanal l und r aus dem Stereo-Multiplexsignal MPX wird anhand des in Figur 3 dargestellten Ausführungsbeispiels für den Stereo-Decoder 11 beschrieben. Das Stereo-Multiplexsignal MPX wird in zwei Signalpfaden verarbeitet, wobei durch Tiefpaßfilterung 113 des Stereo-Multiplexsignals aus diesem das Summensignal (L + R) isoliert wird. In einem zweiten Signalpfad wird durch phasenrichtige Multiplikation 111 mit einem beispielsweise aus einem im Stereo-Multiplexsignal enthaltenen 19kHz-Pilotton gewonnenen 38kHz-Hilfsträger und anschließende Eliminierung unerwünschter Mischprodukte mittels eines Tiefpasses 112 ein Differenzsignal (L - R), das die Differenz der Signale für den linken und den rechten Audiokanal enthält, erzeugt.
Nach Gewichtung 114 des Differenzsignals (L - R) mit einem Faktor D (0 ≤ D ≤ 1) wird das gewichtete Differenzsignal zur Bildung eines Signals l für den linken Audiokanal zum Summensignal (L + R) hinzuaddiert (116) und zur Bildung eines Signals r für den rechten Audiokanal vom Summensignal subtrahiert (115). Es gilt somit
Somit läßt sich über eine Veränderung des Faktors D, dessen Generierung Gegenstand der folgenden Betrachtungen ist, eine beliebige Stereo-Kanaltrennung zwischen rein monophoner und rein stereophoner Wiedergabe einstellen.
Einer in einem ersten Signalpfad 1 bis 3 der erfindungsgemäßen Anordnung enthaltenen Gewichtungsschaltung 1 sind verschiedene Empfangsstörungen wie Feldstärkeschwankungen, Mehrwegeempfang und Störrauschen anzeigende Störsignale (ST) zugeführt, die in Abhängigkeit der von ihnen eingenommenen Wertebereiche und ihres gewünschten Einflusses auf die Stereo-Kanaltrennung eines wiederzugebenden Audiosignals individuell gewichtet und zur Bildung eines gemeinsamen Störsignals miteinander verknüpft, im vorliegenden Fall aufaddiert werden.
Das gemeinsame Störsignal wird einem Schwellwertentscheider 2 zugeführt, in dem es mit einem vorgegebenen Schwellwert bewertet wird, so daß der Ausgang des Schwellwertentscheiders 2 bei Überschreiten des vorgegebenen Schwellwertes durch das gemeinsame Störsignal von einem ersten in einen zweiten Zustand übergeht. Im vorliegenden Fall sind dabei für den ersten und den zweiten Zustand die Werte 1 und 0 gewählt.
Der Ausgang des Schwellwertentscheiders 2 ist einer Flankensteuerung 3 zur Steuerung der Flankensteilheit des zugeführten Signals zugeführt. Diese ist derart ausgeführt, daß ihr Ausgangssignal, im folgenden als erstes Stör-Hilfssignal s bezeichnet, bei Übergang des Ausgangs des Schwellwertentscheiders zwei vom ersten in den zweiten Zustand schlagartig einen vierten Wert annimmt und sobald der Ausgang des Schwellwertentscheiders 2 auf den ersten Wert zurückgeht, nach einer vorgegebenen Zeitfunktion z. B. innerhalb einiger 10 ms wieder auf den dritten Wert zurückgeht. Die vorgegebene Zeitfunktion ist im vorliegenden Fall in Form eines linearen Verlaufs realisiert, es kann aber auch vorgesehen sein, daß das erste Stör-Hilfssignal s nach einem nicht linearen, beispielsweise exponentiellen Verlauf auf den dritten Wert und damit in Richtung stereophoner Wiedergabe zurückkehrt.
In einem zweiten Signalpfad der erfindungsgemäßen Anordnung wird ein die Empfangsfeldstärke anzeigendes Feldstärkesignal (FST) einer ersten Bewertungsschaltung 4 zur Bildung eines ersten Feldstärke-Hilfssignals x, das die Empfangsfeldstärke des empfangenen Rundfunksignals kennzeichnet, zugeführt. Das Feldstärkesignal FST wird dabei im vorliegenden Fall durch Gleichrichtung und Tiefpaßfilterung des Zwischenfrequenzsignals, das durch Herabmischung des Empfangssignals in die Zwischenfrequenzebene gewonnen wird, erzeugt. In der ersten Bewertungsschaltung 4 wird das Feldstärkesignal FST mit einer monoton steigenden, im vorliegenden Fall linearen Kennlinie bewertet, so daß sich für höhere Empfangsfeldstärken höhere Werte für das erste Feldstärke-Hilfssignal x ergeben. Für hohe Eingangswerte weist die Kennlinie einen Sättigungsbereich auf, so daß sich für sehr hohe Empfangsfeldstärken keine Änderungen des ersten Feldstärke-Hilfssignals x ergeben. Der Wertebereich des ersten Feldstärke-Hilfssignals liegt dabei im vorliegenden Fall zwischen den Werten 0 für eine sehr geringe Empfangsfeldstärke FST und 1 für hohe und höchste Empfangsfeldstärken. Ein Beispiel für eine in der ersten Bewertungsschaltung 4 realisierte nicht lineare Kennlinie ist in Figur 4 dargestellt.
Ein dritter Signalpfad 5 bis 8 umfaßt eine zweite Bewertungsschaltung 6 zur Bildung eines die Häufigkeit von Empfangsstörungen, d. h. die Zahl von Störungen pro Zeiteinheit kennzeichnenden Signals, im folgenden als zweites Stör-Hilfssignal Pstör bezeichnet, der das erste Stör-Hilfssignal s zugeführt ist.
Ein Ausführungsbeispiel der zweiten Bewertungsschaltung 6 ist in Figur 2 dargestellt. Dieses umfaßt einen, im vorliegenden Fall einer digitalen Signalverarbeitung getakteten Zähler 61, dem das erste Stör-Hilfssignal s zugeführt ist. Bei Übergang des ersten Stör-Hilfssignals s in den vierten, das Vorliegen einer Empfangsstörung anzeigenden Zustand wird der Zähler 61 um einen fünften vorgegebenen Wert inkrementiert, während er bei Ausbleiben einer Empfangsstörung um einen sechsten vorgegebenen Wert dekrementiert wird. Der dem Zähler zugeführte Takt T ist im vorliegenden Fall aus dem Abtasttakt für das demodulierte Empfangssignal abgeleitet, so daß der Zähler 61 synchron zu den Abtastwerten des Stereo-Multiplexsignals MPX arbeitet. Alternativ dazu ist es aber auch möglich, den Takt T mittels eines separaten Taktgenerators zu erzeugen.
Der Zählerstand 61 wird mittels einer monoton fallenden Kennlinie 62 bewertet, so daß sich für hohe Zählerstände Z des Zählers 61 am Ausgang der zweiten Bewertungsschaltung 6 niedrige, bei geringen Zählerständen Z hohe Werte für das zweite Stör-Hilfssignal Pstör ergeben. Ein Beispiel für die Kennlinie 62 ist in Figur 6 dargestellt, aus der der Zusammenhang zwischen Zählerstand Z des Zählers 61 und dem zweiten Stör-Hilfssignal Pstör ersichtlich ist.
Bei einem gegenüber dem in Figur 1 dargestellten Ausführungsbeispiel vereinfachten Ausführungsbeispiel entspricht das so gewonnene die Häufigkeit von Empfangsstörungen anzeigende zweite Stör-Hilfssignal Pstör dem zweiten Hilfssignal Psoll, aus dem mittels einer Nachführschaltung 8 ein Kanaltrennungs-Hilfssignal P gewonnen wird.
Die Nachführschaltung 8 funktioniert so, daß für Werte des zweiten Hilfssignals Psoll, die kleiner als ein aktueller Wert des Kanal-Hilfssignals P sind, der Wert des Kanaltrennungs-Hilfssignals P schnell auf den Wert des zweiten Hilfssignals Psoll zurückgeht, während für Werte des zweiten Hilfssignals Psoll, die größer als ein aktueller Wert des Kanaltrennungs-Hilfssignals P sind, das Kanaltrennungs-Hilfssignal P sich langsam nach einer vorgegebenen Zeitfunktion, im vorliegenden Fall nach einer Exponentialfunktion zunächst sehr schnell, dann immer langsamer steigend, an den Wert des zweiten Hilfssignals Psoll annähert.
Bei einer für Rundfunkempfänger, die zum Zweck der Empfangsoptimierung eines empfangenen Rundfunkprogramms Alternativfrequenztest durchführen, geeigneten Weiterbildung ist es vorgesehen, während eines Alternativfrequenztests oder eines Sprungs auf eine alternative Frequenz das Kanaltrennungs-Hilfssignal P auf dem dem Frequenzsprung oder Alternativfrequenztest unmittelbar vorangehenden Wert zu halten. Erst nach Abschluß des Sprungs auf eine alternative Frequenz (im Falle eines Frequenzwechsels auf eine besser zu empfangende Sendefrequenz) oder des Alternativfrequenztests wird die Nachführschaltung 8 zur Nachführung des Kanaltrennungs-Hilfssignals P wieder aktiviert.
Alternativ zur Deaktivierung der Nachführung 8 für die Dauer eines Frequenzsprungs oder Alternativfrequenztests kann auch das zweite Hilfssignals Psoll auf seinen einem solchen Ereignis unmittelbar vorangehenden Wert eingefroren werden.
Bei dem in Figur 1 dargestellten Ausführungsbeispiel der erfindungsgemäßen Anordnung umfaßt der dritte Signalpfad weiterhin eine dritte Bewertungsschaltung 5, in der das Feldstärkesignal FST zur Bildung eines zweiten Feldstärke-Hilfssignals PFST mit einer zweiten monoton steigenden Kennlinie, für die ein Beispiel in Figur 5 dargestellt ist, bewertet wird.
Das zweite Feldstärke-Hilfssignal PFST und das zweite Stör-Hilfssignal Pstör sind zur Bildung eines zweiten Hilfssignals Psoll einer Verknüpfung 7 zugeführt, in der im vorliegenden Fall das Minimum der beiden zugeführten zweiten Hilfssignale Pstör, PFST gebildet, und das zweite Hilfssignal Psoll dem kleineren der beiden Hilfssignale Pstör, PFST gleichgesetzt wird.
Bei einer Variante des vorliegenden Ausführungsbeispiels ist es vorgesehen, die erste Verknüpfung 7 als Multiplikation auszuführen, so daß sich das zweite Hilfssignal als Produkt Pstör X PFST der beiden zugeführten zweiten Hilfssignale Pstör, PFST ergibt.
Das erste Stör-Hilfssignal das erste Feldstärke-Hilfssignal x und das Kanaltrennungs-Hilfssignal P werden in einer zweiten Verknüpfung 9, 10 zur Bildung des die Stereo-Kanaltrennung beeinflussenden Faktors miteinander verknüpft. Dazu werden im vorliegenden Fall das erste Stör-Hilfssignal s und das erste Feldstärke-Hilfssignal x zur Bildung eines ersten Hilfssignals in einem ersten Multiplizierer 9 miteinander multipliziert. Das so gebildete erste Hilfssignal y wird anschließend zur Bildung des Faktors D in einem zweiten Multiplizierer 10 mit dem Kanaltrennungs-Hilfssignal P gewichtet.
Auf diese Weise wird folgende Funktionsweise eines erfindungsgemäßen Rundfunkempfängers erreicht. Der Faktor D ist dem ersten Feldstärke-Hilfssignal direkt proportional, so daß sich die Empfangsfeldstärke des empfangenen Rundfunksignals direkt auf die Stereo-Kanaltrennung auswirkt. Über das erste Stör-Hilfssignal s wird im Falle von starken, oberhalb eines Schwellwertes liegenden Empfangsstörungen von stereophoner auf monophone Wiedergabe übergeblendet. Schließlich wirkt sich über das Kanaltrennungs-Hilfssignal P noch entweder die Störhäufigkeit in Form des zweiten Stör-Hilfssignals Pstör (bei hoher Störhäufigkeit) oder die Empfangsfeldstärke in Form des zweiten Feldstärke-Hilfssignals PFST (bei geringer Empfangsfeldstärke), je nach dem, welche der beiden Größen einen schlechteren Empfang signalisiert, auf die Stereo-Kanaltrennung im Sinne einer Reduzierung derselben aus.
Die Eingangs erwähnten Störungen anzeigenden Signale ST werden in an sich bekannter Weise folgendermaßen erzeugt.
Ein Feldstärkeschwankungen anzeigendes Signal ΔFST ist beispielsweise durch ständigen Vergleich eines die aktuelle Empfangsfeldstärke anzeigenden Signals, das z. B. durch Gleichrichtung des Zwischenfrequenzsignals generierbar ist mit dem langsam veränderlichen Feldstärkesignal FST ableitbar. Im einfachsten Fall kann das Feldstärkeschwankungen anzeigende Signal ΔFST durch Subtraktion der aktuellen Feldstärke vom Feldstärkesignal FST gebildet werden.
Ein Störrauschen anzeigendes Signal kann z. B. durch Auswertung der hochfrequenten Signalanteile, z. B. jenseits 60 kHz, die im Stereo-Multiplexsignal MPX enthalten sind, gewonnen werden.
Ein Mehrwegeempfang anzeigendes Störsignal ist in bekannter Weise z. B. durch Auswertung der Symmetrie der Seitenbänder des 38 kHz-Hilfsträgers HT ableitbar, wobei eine Asymmetrie auf Mehrwegeempfang schließen läßt.
Wie in den Figuren 4 bis 6 dargestellt, sind die in den Bewertungsschaltungen 4 bis 6 realisierten Kennlinien in Form von Treppenfunktionen ausgeführt, die in den Figuren 4 und 5 gestrichelt ausgeführt sind, so daß die Anzahl der möglichen Ausgangswerte und damit auch die Wortbreite der Signale x, s, Pstör, PFST endlich und bei geringer Stufenzahl gering ist. Durch Ausführung der Kennlinien als Treppenfunktionen mit einer geringen Stufenzahl ist es möglich, diese mittels weniger Komparatoren darzustellen.