DK164681B - Fm stereoradiospredningssystem og -modtager, hvor differenssignalet compandes - Google Patents

Description

DK 164681 B

i

Den foreliggende opfindelse angår FM-radiospredningssystemer og navnlig sendefremgangsmåder til øgning af kanal kapaciteten og dækningsområdet for FM-stereoradiospredningssystemer til anvendelse for såvel radio som fjernsyn under opretholdelse af kompatibili-05 tet med eksisterende mono- og stereoradiomodtagere og med de af Electronic Industries Association nyligt vedtagne transmissionsstandarder for stereofjernsyn.

Mulighederne i FM radiospredning af lyd har længe været anerkendt, navnlig takket være dens relative immunitet imod elektromag-10 netiske forstyrrelser og dens evne til at tilvejebringe fuld audiobånd-bredde med ringe støj. Omend FM-stereo tilføjer en ny akustisk dimension til radiomodtagelse, gør den det pi bekostning af en alvorlig forringelse af signal-støj-forholdet. Støjomkostningen ved stereofonisk radiospredning er velkendt, idet der er flere faktorer, som 15 bidrager til de højere støjniveauer og det tab af dækningsområde, der optræder på grund af multikanallydudsendelse. Når en radiostation overgår til tokanal-tjeneste, reduceres monodækningsområdet, fordi signaleffekten må fordeles mellem de forskellige komponenter af det mere komplekse grundsignal. (Betegnelsen "tokanals" anvendes 20 her for klart at skelne tokanal-radiospredning fra andre former for såkaldt stereofoni, sisom "trekanals" og "firkanals" eller quadrofo-nisk radiospredning). Tokanals signal-støj-forholdet hænger sammen med den store båndbredde af det sammensatte signal, som indeholder monosumsignalet M, pilottonen p og det stereofoniske differenssignal 25 s. Med et grundspektrum, der strækker sig til 53 kHz for tokanal-udsendelse, er støjniveauet særlig højt pi grund af den stigende spektralkarakteristik på grund af frekvensmoduleringen. Det såkaldte "trekantede" støjspektrum stiger 6 dB per oktav med stigende frekvens af det sammensatte signal, og selv om dette modvirkes i 30 nogen grad af faldende audioopfattelse, er støjproblemet stadig alvorligt. Efter demoduleringen summeres støj komponenterne for dif-ferenskanalunderbærebølgen statistisk uafhængigt med den allerede tilstedeværende støj i monosignalet under audiodematrixingen.

I stedet for her at beskrive de faktorer, som må tages i be-35 tragtning for vurdering af det teoretiske tab i signal-støj-forholdet, henvises der til US-patentskrift nr. 4.485.483 for et sammendrag af et antal undersøgelser, der er foretaget af signal-støjforringelsen.

2

DK 164681 B

Disse undersøgelser konkluderer generelt, at der er et 26 dB tab ved stereoprogrammer med bred audiokanaladskillelse, medens støjforringelsen for monomodtagere er i størrelsesordenen 1 dB til 7 dB. Sidanne forringelser af signal-støj-forholdet bevirker en mindskelse 05 af det effektive dækningsområde for en radiostation, idet undersøgelserne har vist, at tokanal-modtageområdet ved tokanal-udsendelse er kun omtrent det halve af monomodtageområdet.

Det nævnte patentskrift beskriver et tokanals FM radiosendesystem, som er fuldt kompatibelt med eksisterende modtagere, og som 10 gennem forbedring af signal-støj-forholdet i betydelig grad udvider dækningsområdet for en FM sendestation. I det der beskrevne system matrixkombineres de sædvanlige venstre og højre signaler for at danne de sædvanlige sum- (M) og differens- (S) signaler. Differenssignalet anvendes til at amplitudemodulere et første underbære-15 bølgesignal og føres samtidigt til en kompressor, som komprimerer dets dynamiske omfang og frembringer et komprimeret differenssignal S'. Det komprimerede differenssignal S1 anvendes til at amplitudemodulere et andet underbærebølgesignal med samme frekvens, men kvadratisk faseforhold til det første. Der anvendes dobbelt side-20 båndsmodulering med undertrykt bærebølge af hver underbærebølge, idet underbærebølgesignalets frekvens er tilstrækkelig høj til at sikre et frekvensmellemrum mellem de modulerede underbærebølgesigna-lers nederste sidebånd og M-signalet. En sædvanlig fasereferencepi-lottone med lavt niveau, som ligger inden for det nævnte frekvens-25 mellemrum, anvendes til detekteringsformål i modtageren. M-signalet, de to modulerede underbærebølgesignaler og pilottonen frekvensmo-duleres på en højfrekvensbærebølge med henblik på udsendelse. Modtageren omfatter en demodulator til at uddrage M-signalet, det sædvanlige differenssignal S og det komprimerede differenssignal S' samt 30 en expander til den komplementære ekspandering af det udledte komprimerede differenssignal. Den ekspanderede støjdæmpede version af differenssignalet kombineres med det udledte sumsignal M for at danne det oprindelige venstre (L)- og højre (R)-signal. Modtageren indeholder også omkoblingsmidler til at viderebringe det sædvanlige 35 differenssignal i stedet for den ekspanderede version af det udledte differenssignal- til kombinationsorganet for at sætte modtageren i stand til at gengive sædvanlige stereofoniske signaler.

DK 164681 B

3

Sammenfattende udnytter det beskrevne system ideen med kom-pandering af en kanal, som er ekstra i forhold til det, der normalt anvendes til stereo og kode den på en mide, som ikke øger båndbreddekravene for transmissionen. Ved at kompandére differenssig-05 nalet (L-R) hvad der bevirker en 22 til 26 dB forbedring af signalstøj-forholdet i transmissionskæden, opnår stereo lytte ren teoretisk set samme signal-støj-forhold som den sædvanlige monolytter. En reduktion af modtaget støj af denne størrelse udvider det effektive stereodækningsområde betydeligt; i almindelighed vil radius fra sen-10 deren til det punkt, hvor der ikke længere modtages noget acceptabelt signal, mindst fordobles sammenlignet med den for sædvanlig stereo, hvad der betyder, at fire gange si stort et antal af potentielle lyttere vil modtage et acceptabelt signal.

Ved anvendelse af stereofonisk lyd til fjernsyn i henhold til 15 det af Electronic Industries Association (EIA) nyligt vedtagne system komprimeres differenssignalet (L-R) ved en dbx Inc.-kompressor for at give den forbedring af signal-støj-forholdet, som er nødvendig for at overvinde forringelsen af signal-støj-forholdet sammenlignet med monotransmission. Det komprimerede differenssignal anvendes 20 til at amplitude-modulere en underbærebølge, og den amplitude-modulerede underbærebølge og det sædvanlige sumsignal M samt en pilottone frekvensmoduleres på en højfrekvensbærebølge med henblik på udsendelse. Der udsendes kun det komprimerede differenssignal, og der sker således ingen udsendelse af det ikke-komprimerede diffe-25 renssignal. Signalet kan således med kompatibilitet modtages af eksisterende monofjernsynsmodtagere, men kan ikke modtages af eksisterende FM-stereoradiomodtagere; men da der hidtil ikke havde været nogen standard for stereofjernsyn, var kompatibilitet ikke noget problem for indførelsen af ElA-stereofjernsynssystemet.

30 Den foreliggende opfindelse har som primært formål at tilveje bringe et FM-stereoradiospredningssystem, som har øget signal-støj-forbedring i forhold til det, der opnås ved det i US-patentskrift nr. 4.485.483 beskrevne.

Et hermed følgende formål er at tilvejebringe et FM stereoradio-35 spredningssystem, som udnytter den større kanal kapacitet i det i nævnte patentskrift viste system bedre, men stadig bevarer forbedringen i signal-støj-forholdet.

4

DK 164681 B

Et yderligere formål ved opfindelsen er at forbedre stereofjernsynssystemet som nyligt vedtaget af EIA med fuld kompatibilitet, ifølge hvilket der kun udsendes et komprimeret audiodifferenssignal med reduceret maksimumamplitude, ved samtidig at sende et uændret 05 differenssignal i kvadratur.

Et yderligere formål ved opfindelsen er at tilvejebringe en adaptiv expander til brug i modtageren, som er i stand til at tilpasse sig til enhver kompressorkarakteristik, der måtte være anvendt ved senderen.

10 Et yderligere formål er at tilvejebringe en expander til anvend else i et FM stereosystem, som kan dekode med adaptivt frekvensrespons og adaptiv reaktionstid og udklingningstid, således at alle parametre ved det oprindelige signal kan gendannes automatisk, uanset hvilken kompressionsformel, der er anvendt ved udsendelsen.

15 FM stereoradiospredningssystemet ifølge nærværende opfindelse ligner både for radio og fjernsyn systemet ifølge US-patentskrift nr. 4.485.483 derved, at der sendes såvel det normale differenssignal S som et komprimeret differenssignal S'. I modsætning til det nævnte kendte radiosystem, hvor kun den ekspanderede version af 20 det modtagne komprimerede differenssignal kombineres med sumsignalet M for at danne det oprindelige venstre og højre signal, kombinerer modtageren ifølge opfindelsen imidlertid det sædvanlige differenssignal S og det komprimerede differenssignal S', ekspanderer det resulterende signal for at danne et støjdæmpet differenssignal og 25 kombinerer dette støjdæmpede differenssignal med det udledte sumsignal for at danne det oprindelige L og R signal. Idet signalindholdet af S og S1 er det samme, vil kombinering af dem ved summering forøge det effektive niveau af det modtagne differenssignal med 6 dB, medens støjen kun øges 3 dB, idet støjen fra S kanalen og støj-30 en fra den kvadratiske S' kanal kan antages at komme fra to statistisk uafhængige støjkilder, hvis signaler summeres som kvadratroden af summen af deres kvadrater; dvs. at den resulterende støj i sumsignalet (S + S1) kun bliver 3 dB, hvad der bevirker en nettofor-bedring i signal-støjforholdet på 3 dB. Processen med dekodning og 35 addering af S og S* signalerne kan alternativt udføres i en enkelt operation ved åt arrangere dekodningsaksen 45° fra transmissionsakserne for S og S' signalerne. I dette tilfælde stiger signalniveauet

DK 164681 B

5 fra dekoderen med kvadratroden af summen af kvadraterne af S og S1 signalerne, hvad der bevirker en stigning i den modtagne signalstyrke på 3 dB, men med samme støjbidrag som for en enakset dekoder. Der opnås derfor en 3 dB forbedring af modtaget signal-støj-05 forhold, samme resultat som hvis begge akser dekodes uafhængigt og summeres efter dekodningen.

Udsendelsen af det uændrede normale differenssignal S kombineret med udnyttelsen i modtageren af såvel det normale som det komprimerede differenssignal, tillader udsendelse af det komprimere-10 de signal i henhold til enhver ønsket kompanderingsformel. Opfindelsen muliggør f.eks. i stedet for at være begrænset til en 2:1 hældning som typisk for "CX"-companderen, der er beskrevet i US-pa-tentskrift nr. 4.376.916, eller til andre kendte companding-systemer, brugen af et compander-system med et forhold på uendeligt-til-1 el-15 ler en lignende kompanderingskarakteristik, som tilvejebringer en subjektiv forbedring på 10 til 12 dB mod støjsvingninger for en given størrelse af forstærkningsreduktion i forhold til, hvad der kan opnås med sådanne kendte compandere.

Idet det sædvanlige differenssignal sendes helt uændret, kan 20 det yderligere anvendes i modtageren som et referencesignal til at styre niveauet af det støj reducerede signal, som frembringes af ex-panderen, således at amplituden af sumsignalet S + S' gøres lig med niveauet af det sædvanlige differenssignal, og der således sikres korrekt dematrixing med det modtagne sumsignal M. Denne ejendom-25 melighed sikrer den vigtige fordel, at expanderen kan tilpasse sig til enhver kompressorkarakteristik, som måtte være anvendt ved senderen, hvoraf det følger, at hvis der bliver udviklet forbedrede com-panding-karakteristikker, vil det ikke være nødvendigt at bygge nye modtagedekodere for at udnytte dem; det vil kun være nødven-30 digt at ændre kompressoren (ved senderen) og styre udgangsniveauet af den nye expander med det normale differenssignal. Da det modtagne ikke-modificerede signal S indeholder fuld information om det oprindelige (L-R) tokanal-differenssignal, giver differensen i den dynamiske karakteristik af de modtagne S og S' signaler nøglen til 35 værdierne af disse tidskonstanter; en intelligent dekoder kan indrettes til at registrere disse værdier og indrettes til at indsætte passende korrektioner. Idet signalet S er uændret, er forholdet mellem signalamplituderne i de forskellige frekvensbånd af sådanne compan- 6

DK 164681 B

dere som Dolby A og Dolby B eller dBx for stereofjernsyn også uændret i dette signal. Det kan derfor anvendes som reference til at gendanne det korrekte dynamiske frekvensrespons for ethvert com-pander-system.

05 De ovenfor beskrevne forbedringer kan også opnas ved den vedtagne ElA/dbx stereofjernsynsanvendelse ved yderligere at sende et uændret differenssignal i kvadratur med det komprimerede differenssignal, hvilket kan gøres uden tab i dækningsområdet og uden at påvirke kompatibiliteten med eksisterende stereof jernsynsmodtag-10 ere. Ved at udnytte begge signalerne i modtageren i henhold til de ovenfor beskrevne principper er det muligt at konstruere en forbedret modtager, som (a) vil modtage et signal med forbedret sig-nal-støj-forhold med mindre støjmodulering, (b) vil tillade brugen af adaptive dekodere, (c) ikke vil kræve større spektralomfang og (d) 15 vil have forbedret signal-støj-forhold ved højt signalniveau.

Yderligere formål, ejendommeligheder og fordele ved opfindelsen og en bedre forståelse af dens opbygning og funktion vil fremgå af den følgende beskrivelse i forbindelse med tegningen, hvor:

Figur 1 er et frekvensdiagram for det sammensatte grundsignal 20 frembragt i henhold til opfindelsens principper, figur 2 er et forenklet blokskema for en sendestation til at frembringe og sende det sammensatte signal fra figur 1, figur 3 er et forenklet blokskema for en kompressor med tilbageføringssløjfe, som kan anvendes i systemet fra figur 2, 25 figur 4 er et forenklet blokskema for en kompressor af fremad- føringstype, som kan anvendes i systemet i figur 2, figur 5 viser ligevægtskarakteristikker for kompression og ekspansion i henhold til en companding-formel, der kan anvendes i FM radiospredningssystemet ifølge opfindelsen, 30 figur 6 viser ligevægtskarakteristikker for kompression og eks pansion ifølge en anden companding-formel, der kan anvendes i systemet, figur 7 er et forenklet blokskema af en udførelsesform af en modtagestation opbygget ifølge opfindelsen, 35 figur 8 er et forenklet blokskema af en expander til brug i mod tagesystemet i figur 7,

DK 164681 B

7 figur 9 er et forenklet blokskema af en alternativ modtagestation, som udnytter opfindelsen, figur 10 er kurver, som viser niveauer for summen af udgangssignalerne for de to demodulatorer i den i figur 7 viste modtager, 05 figur 11 er kurver, som viser niveauerne af udgangssignal fra den enkelte demodulator i den i figur 9 viste modtager, figur 12 er kurver, som viser signal-støjforhold som funktion af indgangsniveauet af stereodifferenssignalet for den toaksede demodulator i figur 7, 10 figur 12a er en kurve, som viser forbedringen i signal-støjfor hold med den toaksede demodulator fra figur 7 med en uendeligt-til-en kompressor i forhold til det for en 3:1 kompressor, figur 13 er kurver, der viser signal-støjforhold som funktion af indgangssignalniveau af stereodifferenssignalet for den enkeltakse-15 de 45°'s demodulator i figur 9, figur 13a er en kurve, som viser forbedringen i signal-støjforhold for den enaksede demodulator i figur 9 med en uendeligt-til-en kompressor i forhold til det for en 3:1 kompressor, figur 14 er et frekvensdiagram for det sammensatte grundsig-20 nal opbygget ifølge opfindelsen for FM stereofjernsynsudsendelse, figur 15 er et forenklet blokskema for en modtagestation omfattende den adaptive expander ifølge opfindelsen, figur 16 er et forenklet blokskema af en alternativ form for a-daptiv expander, som udnytter opfindelsen, 25 figur 17 er et forenklet blokskema af en modificeret version af den i figur 16 viste adaptive expander, figur 18 er et blokskema af en adaptiv expander af fremadfø-ringstype, som udnytter opfindelsens principper, figur 19 er et forenklet blokskema af en frekvenskorrigerende 30 adaptiv expander af parallel type, figur 20 er et forenklet blokskema af en frekvens korrigerende adaptiv expander af seriel type, og figur 21 er et forenklet blokskema af en adaptiv expander med automatisk adaptive tidskonstanter.

35 Idet FM stereoradiospredningssystemet ifølge opfindelsen er be regnet til at være kompatibelt med det af Federal Communications Commission vedtagne eksisterende tokanal-stereosystem vil det være 8

DK 164681 B

en nyttig baggrund for forståelse af opfindelsen kort at gennemgå de grundlæggende principper i det eksisterende system. I dette system adderes stereofonisk samhørende signaler L og R sammen for at danne et sumsignal M med frekvenser op til omkring 15 kHz. Her-05 t*l adderes et dobbelt sidebåndssignal med undertrykt 38 kHz underbærebølge Ssiniut, hvor S = (L-R) og en 19 kHz pilottone for modtagersynkroniseringsformål. Det sammensatte modulationssignal kan skrives: 10 uit e = M + psin— + Ssiniut (1) m 2 hvor ω = 2rrfs = 38 kHz, og p er amplituden af 19 kHz pilottonen.

Det ses af det i figur 1 viste grundspektrum, at det omfatter en 15 monokanal M fra omtrent 50 Hz til 15 kHz, en 19 kHz pilottone og et stereofonisk differenssignal Ssiniut fra 23 til 53 kHz.

Ligesom i systemet ifølge US-patentskrift nr. 4.485.483 adderes der i senderen ifølge opfindelsen et komprimeret differenssignal be-20 tegnet S1 til det sædvanlige sammensatte FM-signal. Det komprimerede differenssignal sendes bekvemt som et dobbelt sidebåndssignal med undertrykt 38 kHz kvadratisk underbærebølge S'cosuit. Det sammensatte grundsignal kan således beskrives ved følgende ligning: U)t pc e_ = M + psin—+ Ssiniut + S'cosiut (2) m 2 hvor p betegner amplituden af pilottonen, og tu = 2π · 38 kHz. Den kvadratiske underbærebølge kræver ikke ekstra plads i spektret og bevirker som tidligere bemærket kun en svag omkostning i module-30 ringspotentiel, der i stor udstrækning overvindes ved den foreliggende opfindelse.

En sender til at frembringe dette sammensatte signal er vist i figur 2, hvor nogle af de mere sædvanlige sendekredsløb for simpel-heds skyld er udeladt. De to audiofrekvenssignaler L og R, som

OC

kommer fra separate kilder (ikke vist) overføres via sædvanlige 75 psek. forbetonings kredsløb 6 og 8 til indgangene på et sædvanligt matrixnetværk 10, der f.eks. består af et netværk af summationsforstærkere indrettet til ved udgangsterminalerne på matrixnetværket

DK 164681 B

9 at frembringe de to audiosignaler M = (L+R) og S = (L-R). Monosum-signalet M videreføres gennem en første forsinkelsesindretning 11 til den ene indgang på et summationsled 12, og stereodifferenssignalet S overføres gennem en anden forsinkelsesindretning Ί3 til indgangen 05 p| en første modulator 14 og også til indgangen pi en kompressor 16 i et compander-system, hvilken kompressor kan være en af flere forskellige typer, som skal beskrives senere. Det komprimerede differenssignal fra kompressoren betegnet S' føres til indgangen på en anden modulator 18, hvis udgangssignal føres til et summationsled 10 12, hvor det kombineres lineært med monosumsignalet M og signalet fra modulatoren 14. De af forsinkelsesindretningerne 11 og 13 indførte forsinkelser er afpasset, si det sikres, at M-signalet og de to modulerede signaler ankommer samtidigt til summationsleddet.

Underbærebølgen og pilottonen hentes fra en bærebølgegenera-15 tor 20, som frembringer et sinus-signal med en frekvens på 38 kHz, som føres til modulatoren 14 og til et faseforskydningskredsløb 22 af kendt konstruktion for at frembringe en 90° faseforskydning mellem det til modulatoren 18 førte underbærebølgesignal og det til modulatoren 14 førte underbærebølgesignal. Modulatorerne 14 og 18 omfat-20 ter amplitudemodulatorer med undertrykt bærebølge af kendt konstruktion, som tjener til at amplitudemodulere de to underbærebølger med tilhørende audiofrekvenssignaier, så der frembringes to dobbelt-sidebåndsamplitudemodulerede underbærebølgesignaler med undertrykt bærebølge Ssin uit og S'cos tot. Disse to signaler kombineres derpå i 25 summationsleddet 12 med sumsignalet M og en 19 kHz sinus pilottone, der også kommer fra bærebølgegeneratoren 20. Det sammensatte signal frembragt ved udgangen på summationsleddet 12 ifølge ligning 2 har de i figur 2 viste amplitudekoefficienter og føres til FM generatoren i en sender 22 og frekvensmoduleres med en højfrekvent bære-30 bølge med henblik på udsendelse til en eller flere fjernt beliggende modtagere. Det bemærkes, at amplitudekoefficienterne af signalkomponenterne ligesom for sædvanligt FM stereo er de samme som for konventionelt FM stereo, og at amplitudekoefficienten for kvadratursignalet også er 0,45, d.v.s. det er ikke nødvendigt at reducere 35 amplitudekoefficienterne for signalerne M og S for at undgå overstyring af senderen. Modulatoren 14, som betegnes "S"-modulatoren, modtager den bærebølge, som er i fase, og den anden modulator betegnet modulator "S'" modtager den kvadratiske underbærebølge.

10

DK 164681 B

Kompressoren 16 kan være indrettet pi enhver af flere kendte mider, inklusive den i figur 3 viste tilbageføringstype og den i figur 4 viste fremadføringstype. Under henvisning til figur 3 føres differenssignalet (L-R) til kompressoren 16 gennem-et forbetonings-05 netværk 25, hvis dette er nødvendigt, og gir til indgangen pi et element 26 med variabel forstærkning, som styres af en jævnspænding udledt fra udgangssignalet betegnet S1, og som er en funktion af differenssignalet (L-R). Dette udgangssignal føres til et styre-spændingsgeneratorkredsløb, som indeholder en broensretter 28 til TO at frembringe et jævnspændingssignal med et niveau proportionalt med amplituden af det piførte vekselstrømssignal S'. Styresløjfen indeholder endvidere en indretning 30 med indstillelig spændingsreference, der kan være indbygget som en del af ensretteren eller alternativt kan indsættes pi et andet sted i sløjfen for at fastlægge 15 knækpunktet for kompressorens overføringskarakteristik. Jævnspændingsudgangssignalet fra ensretteren 28 er proportionalt med amplituden af signalet S', når dette sidstnævnte overskrider tærskelniveauet V og er lig med tærskelspændingen, når amplituden af signalet S1 er under tærskelen, således at indgangssignaler med am-20 plituder over tærskelen komprimeres, og signaler med amplituder under tærskelen ikke komprimeres. Den af ensretteren 28 og tærskel-indretningen 30 frembragte jævnspænding føres til en integrator 32, som kan være af den type, der er beskrevet i patentskrift nr. 4.376.916, som omfatter et kredsløb med mindst tre signalveje med 25 forskellige tidskonstanter, hvilket kredsløb har en fælles indgangsterminal til modtagelse af det ensrettede signal og en fælles udgangsterminal, hvor styresignalet til elementet med variabel forstærkning frembringes. Hver af signalvejene undtagen en har en diode for at gøre den tilsvarende vej ledende, når det ensrettede signal udviser 30 en amplitudeændring, som er tilstrækkelig til at overskride en fastlagt spænding, og så den nævnte signalvej leder som reaktion på en eventuel forskel i spænding mellem indgangs- og udgangsterminalerne. Signalet frembragt af integratoren 32 forstærkes af en passende forstærker 34 og føres som styresignal til elementet 26 med variabel 35 forstærkning. Det af det beskrevne kredsløb frembragte styresignal gør, at det af elementet 26 frembragte udgangssignal ikke mærkbart påvirker informationsindholdet af kildesignalet. Styresignalgenerator-

DK 164681 B

11 sløjfen har en høj sløjfeforstærkning, som tillader frembringning af en meget lineær overføringskarakteristik, hvis natur skal beskrives efter beskrivelsen af fremadføringskompressoren, som er vist i figur 4.

05 Under henvisning til figur 4 har fremadføringskompressoren de samme grundlæggende elementer som den netop beskrevne tilbageføringstype, men afviger derved, at styresignalet frembringes ud fra indgangssignalet til et element 40 med variabel forstærkning i stedet for fra udgangssignalet. Differenssignalet S med eller uden 10 forbetoning efter behov føres kort fortalt til indgangen på elementet 40 med variabel forstærkning og også til indgangen på en broensretter 42, der kan være forsynet med en indretning 44 med indstillelig referencespænding for at indstille knækpunktet på overføringskarakteristikken. Jævnspændingen fra ensretteren og referencespændings-15 enheden 44 føres til en integrator 46 med den i forbindelse med figur 3 ovenfor beskrevne opbygning, idet udgangssignalet herfra forstærkes af en styrbar forstærker 48 og derpå føres som styresignal til elementet 40 med variabel forstærkning. Det komprimerede udgangssignal S', hvis amplitude er en funktion af (L-R), føres til indgang-20 en på modulatoren 18. Som det er kendt, er en fremadføringskom-pressor underkastet to begrænsninger, som ikke gælder for tilbageføringstypen: (1) For at indgangssignalet i forhold til udgangssignalet skal følge en given formel, må elementet med variabel forstærkning i sig selv have en kalibreret og foruddefineret overføringska-25 rakteristik, og (2) styresignalet må frembringes med den rette forstærkning og nulpunktsforskydning svarende til denne formel. Forstærkningerne og nulpunktsforskydningerne for styresignalgenerator-sløjfen og selve elementet med variabel forstærkning må med andre ord alle udvælges konkret til den ønskede karakteristik.

30 Figur 5 er et sædvanligt signalniveaudiagram, som afbilder hvi letilstandskarakteristikkerne på et uendeligt-til-en-companding-sy-stem, hvori kompressoren 16 (af enten tilbageførings- eller fremad-føringstypen) er en del. De indgangssignaler, som skal behandles for kompression eller ekspansion er afbildet langs abscissen mellem 35 -60 dB og et standardarbejdsniveau på 0 dB. Den absolutte værdi af indgangsspændingen stiger langs abscissen fra venstre mod højre

DK 164681 B

12 op til det nominelle niveau. Udgangsniveauerne for kompression eller ekspansion er vist langs ordinaten mellem -60 dB og 0 dB. Den absolutte værdi af udgangsspændingen stiger langs ordinaten fra bunden mod toppen op til det nominelle niveau.

05 Kurven 50 afbilder forholdet mellem udgangs- og indgangsni veauerne for det normale differenssignal S, der, idet det ikke er underkastet nogen kompression, har en forstærkningshældning på 1 og er inkluderet i diagrammet primært til sammenligning.

Kurven 52 viser forholdet mellem udgangs- og indgangssignal-10 niveauerne for kompressoren 16. Ved indgangssignalniveauer i området mellem - 60 dB eller mindre og ca. -32,7 dB har karakteristikken 52 en kompressionshældning på 1, således at indgangssignalniveauer mindre end -32,7 dB i forhold til det nominelle niveau ikke komprimeres. For indgangssignalniveauer over ca. -32,7 dB i for-15 hold til det nominelle niveau har karakteristikken en kompressionshældning, som er uendelig stor, dvs. startende ved knækpunktet 54 pi karakteristikken, i dette eksempel sat ved -32,7 dB er udgangsniveauet det samme uanset indgangssignalets niveau, hvilket i dette eksempel er et niveau pi -6,7 dB i forhold til det nominelle niveau.

20 Omend dette bevirker, at det modtagne signalniveau er flertydigt derved, at det kan svare til mange niveauer, så kan companding-formlen uendeligt-til-en ved kombination af S og S'-signalerne i modtageren for S'-signalet dekode nøjagtigt, nærmere bestemt kombineres -S og S'-signalerne i modtageren på en sådan måde, at kombina-25 tionen af S og S* giver en endelig hældning af karakteristikken i expanderen, som adskiller sig fra uendeligt-til-en. I modsætning til eksisterende sædvanlige compander-systemer, der kræver en fore-skreven kurve for indgangs-udgangs-karakteristikken for at konstruere en komplementær expander, som vil følge indgangssignalet 30 uden behov for separat pilottone eller andre midler, så adskiller ex-pander-karakteristikken i det foreliggende system sig fra kompressor-karakteristikken ved kombinationen af S og S'-signalerne i modtageren, som derved tillader anvendelsen af en kompressor-karakteristik på uendeligt-til-en fra starten af. Det kan ses, at dynamikområdet 35 af indgangssignaler mellem -60 og -32,7 dB er komprimeret til et udgangssignalområde mellem -34 dB og -6,7 dB, og at udgangssignalet mellem knækpunktet 54, der forekommer, når indgangssigna-

DK 164681 B

13 lernes amplitude begynder at overskride tærskelen Vpef forbliver ved -6,7 dB. Omend knækpunktet 54 kan sættes til andre indgangsniveauer end -32,7 dB, afhængigt af karakteren af den støj, som ventes at optræde i sendekanalen, er det vigtigt for- systemets præ-05 stationer, at hældningen af karakteristikken er nøjagtig én for indgangssignalniveauer under knækpunktet. Den vertikalt rettede pil 56 forløbende mellem karakteristikken 50 for S-signalet og kompressorens karakteristik 52 repræsenterer den omtrentlige 26 dB forstærkningsforøgning for S'-differenssignalet sammenlignet med S-10 differenssignalet, der kræves for at kompensere for støjforringeisen ved stereofoniske programmer i forhold til monofoni.

En vigtig fordel ved at anvende uendeligt-til-en-kompressions-formlen for S'-differenssignalet ses ved sammenligning af dens karakteristik med den 2:1-kompressionskarakteristik, der typisk anvendes 15 i det i patentskrift nr. 4.376.916 beskrevne "CX"-compander-system vist med streg-prik-linien 58 og en 3:1-kompressionskarakteristik vist med punkteret streg 59. Sammenlignet med 3:1-kompressionskarakter i stikken opnår kompressionskarakteristikken 52 uendeligt-til-en som vist ved lodrette pile en 10 til 12 dB forbedring imod støjmo-20 dulering eller støjsvingninger, som er en hyppigt forekommende uregelmæssighed ved compander-systemer. Sagt på en anden måde, så reducerer kompressionsformlen uendeligt-til-en hørbarheden af støjsvingninger, men opnår stadig forbedret signal-støjforhold for indgangssignaler i hele området fra -44 dB til ca. 0 dB. Navnlig i den 25 lavere ende af dette område af niveauer er øret meget følsomt for støjsvingninger, som skyldes, at signlaniveauet ikke er tilstrækkeligt til at overdøve støjen, således at små variationer af signalniveauet sætter øret i stand til at høre variationer i støjniveauet. Det ses ved sammenligning af karakteristikken 52 med 2:1-karakteristikken 30 58, at forbedringen er endnu større; der er f.eks. ved et indgangs signalniveau på -30 dB en forbedring på ca. 15 dB udgangssignalniveau i forhold til en kompressor med 2:1-karakteristik.

En yderligere fordel ved uendeligt-til-1-kompressionsformlen i forhold til 3:1-kompressionskarakteristikken er, at knækpunktet 54 35 findes ved et indgangsniveau på -32,7 dB, medens 3:1-kurven for en "CX"-expander må have sit knækpunkt ved -49 dB for at opnå

DK 164681 B

14 samme totale kompression for et acceptabelt signalniveau. For en "CX"-expander med 3:1-kompressionsformel vil forstærkningsvariationer således per definition stadig forekomme ved indgangssignalniveauer pi - 49 dB, hvad der bevirker, at arbejdssignalstøjforholdet 05 ved dette niveau vil være meget lavere end i tilfældet for uendeligt-tiI-en-karakter?stikken, hvilket gør støjsvingningerne endnu mere hørbare.

Medens den beskrevne uendeligt-tiI-en-compander-karakteristik frembringer de nævnte fordele, er det muligt ved udnyttelsen af 10 såvel S som S*-differencesignalerne i modtageren at anvende en stærkere end uendeligt-til-en-karakteristik for S'-differenssignalet og derved opnå yderligere fordele. Mere konkret er det som vist i sig-nalniveaudiagrammet i figur 6 muligt at anvende en kompressor med en karakteristik 60 for S'-differenssignalet, der forløber med enheds-15 hældning op til omtrent en dB eller to fra 100%-modulering, og som derpå gradvist falder fra dette niveau, eftersom niveauet for S-dif-ferenssignalet stiger, således at summering af S og S'-s?gnalerne frembringer en uendeligt-til-en-karakteristik (vist ved punkteret streg 62), der hele tiden holdes på et niveau, således at kvadratro-20 den af summen af kvadraterne af signalerne S og S' ikke overskrider 100% modulation. Kurven 60 har en tilbagegående karakteristik derved, at den begynder at falde fra et knækpunkt ved et indgangsniveau på ca. -28 dB, eftersom S-differenssignalets niveau stiger, og skærer S-differenssignalkurven ved -3 dB-punktet. Denne noget 25 usædvanlige karakteristik kan ganske let udledes ved subtraktion af differenssignalet S fra udgangssignalet af en sædvanlig uendeligt-til-en-kompressor med den i figur 5 viste karakteristik. Denne tilbagegående karakteristik tillader ikke blot størst mulig modulation af 38 kHz-sendesignalet, men sikrer også, at 38 kHz-underbærebølgen har 30 i det væsentlige konstant amplitude over et stort dynamikområde af signalniveauer, dvs. denne karakteristik gør det muligt at sende næsten 100% modulation hele tiden, hvilket er det bedste, der kan gøres i et kommunikationssystem.

En første udførelsesform af en modtager ifølge opfindelsen er 35 vist i blokskemaet i figur 7, og også her er for enkeltheds skyld nogle af de mere sædvanlige FM-modtagerkredsløb (f.eks. RF- og IF-trin og diskriminatorkredsløb) ikke vist og skal blot kort nævnes,

DK 164681 B

15 hvor det er nødvendigt. Et modtaget FM-signal forstærkes i RF- og IF-trinnene (ikke vist) i en modtager/FNI-demodulator 70 og demodu-leres i et hvilket som helst kendt FM-detekteringskredsløb (ikke vist) for at frembringe de i det modtagne signal indeholdte audiosignaler, 05 nemlig signalerne NI, S, S' og pilottonen, hver med den viste amplitude koefficient. Nlonosumsignalet NI skilles fra de højere frekvenskomponenter i det sammensatte signal ved et lavpasfilter 72 og føres som det ene indgangssignal til et dematrixerkredsløb 74 af sædvanlig opbygning. De øvrige komponenter af det sammensatte signal udskil-10 les af et båndpasfilter 76, som er indrettet til at slippe frekvenser i båndet fra 19-53 kHz igennem og afvise frekvenser under dette bånd og føres derpå til en S-demodulator 78 og til en S'-demodulator 80. Pilottonen udvindes ved ikke-viste midler og føres til en bærebølgegenerator 82, som regenererer kvadraturversioner af den, sinuit 15 og cosuit, som føres til henholdsvis demodulatoren 78 og demodulatoren 80. For at frembringe det uændrede differenssignal S og det komprimerede differenssignal S1, som har funktionen (L-R) tilvejebragt ved senderens kompressor, summeres S og S'-signalerne i et summationsled 84, og sumsignalet føres til en expander 86, hvor sig-20 nalet S1 ekspanderes komplementært, (som det senere skal beskrives), for at danne differenssignalet S på udgangen til videreføring gennem et eventuelt modbetoningskredsløb 87 (om nødvendigt) til en anden indgang på dematrixeren 74, når en omskifter 88 er i den viste stilling. Dematrixeren 74, som kan være af den sædvanlige op-25 bygning som vist i det ovennævnte US patentskrift nr. 4.485.483 omfattende et summationsled og et subtraktionsled, kombinerer M-sig-nalet og det støj reducerede S-signal for på udgangen at frembringe signalerne 2L og 2R, hvis amplituder derpå reduceres til det halve for at danne signalerne L og R for at føre til henholdsvis venstre 30 og højre højttaler, hvilket alt sammen er typisk for arbejdsmåden i en sædvanlig tokanal FM-modtager.

Foruden at fungere som netop beskrevet er modtageren fuldt kompatibel med sædvanlige mono- og tokanal-stereoudsendelser. Når der modtages en monoudsendelse, har udgangen på modtager/FNI-de-35 modulatoren 70 kun monosignalet NI bestående af (L+R). Dette signal udskilles af lavpasfilteret 72 og føres til dematrixeren 74, og da der ikke føres noget signal til dematrixerens anden indgang, optræder

DK 164681 B

16 der pi hver udgang af dematrixeren blot signalet M, som føres til henholdsvis venstre og højre højttaler.

For at sætte modtageren i stand til at gengive et sædvanligt modtaget tokanal stereosignal påvirkes omskifteren 88 fortrinsvis au-05 tomatisk fra den viste stilling til den stilling, der er vist punkteret, så den forbinder udgangen fra S-demodulatoren 78 tii den anden indgang på dematrixeren 74. En sådan automatisk omkobling kan opnås ved enhver af flere kendte fremgangsmåder, såsom f.eks. modulering af pilottonen eller tilføjelse af et separat identifikationssignal, 10 når der sendes et komprimeret differenssignal. En detektor i modtageren (ikke vist), der er følsom for identifikationssignalet, frembringer da et signal til at omkoble omskifteren 88 fra den stilling, som er vist optrukket, til den stilling, der er vist punkteret i figur 7.

Nir der modtages et sædvanligt tokanal-stereosignal, føres M-signa-15 let således som før til den ene indgang på dematrixeren 74, og S-signalet fra demodulatoren 78 kombineres i dematrixeren til frembringelse af udgangssignalerne 2L og 2R, hvis amplituder derpå hver reduceres til det halve, før de føres til henholdsvis venstre og højre højttaler.

20 Figur 8 er et blokskema af expanderen 86 fra figur 7 til kom plementær ekspansion af et signal, som er komprimeret i senderen, med den i figur 3 viste tilbageføringskompressor. Idet en del af blokdiagrammet fra figur 7 gentages, summeres S og S'-signalerne fra henholdsvis demodulator 78 og 80 i summationsleddet 84 og føres 25 til expanderen 86, som i det væsentlige omfatter en kompressor af den i figur 3 viste type og et subtraktionskredsløb 90. Subtraktionsleddet 90 er indrettet til fra sumsignalet (S+S1) at fratrække et støjreduceret signal S1, som er udledt ved at føde udgangssignalet fra subtraktionsleddet 90 gennem et element 26' med variabel forstærk-30 ning til subtraktionsleddet, idet forstærkningen af elementet 26' med variabel forstærkning styres med et styresignal udledt fra dets udgangssignal, hvilket er det samme som det til subtraktionsleddet 90 førte signal. Styresignalgeneratorsløjfen er helt ækvivalent til den tilsvarende styresløjfe i kompressoren fra figur 3 og dens komponen-35 ter er derfor betegnet med tilsvarende henvisningstal blot forsynet med mærker. Subtraktionsleddet 90 kan være en simpel komparator-forstærker med høj stabilitet, og hvis de øvrige komponenter er i-

DK 164681 B

17 dentiske med tilsvarende komponenter i kompressoren, vil expande-ren være komplementær til kompressoren. Kravet om, at signalet S skal fremkomme på udgangen af subtraktionsleddet 90, medens signalerne på dets to indgange er henholdsvis (S+S1) og S', opfyldes 05 idet elementet 26' med variabel forstærkning har meget lille faseforskydning i den højest optrædende audiofrekvens, der er omtrent 15 til 16 kHz. Forsinkelsen gennem elementet med variabel forstærkning mi med andre ord være mindre end få grader ved 16 kHz eller få mikrosekunder. I praksis indeholder subtraktionsleddet 90 fortrins-10 vis en operationsforstærker med en overføringsforsinkelse af størrelsesordenen 100 nanosekunder og tilsvarende for elementet med variabel forstærkning 26' for således at tillade subtraktion af to signaler, som tilsyneladende endnu ikke er ankommet. Det resulterende udgangssignal S er da summen af S-signalet og det støjreducerede S‘-15 signal, der takket være støjreduktionen i S'-signalet, når S og S1-signalniveauerne er lige store, har et signal-støj-forhold, som er 3 dB bedre, end hvis der kun blev anvendt det sædvanlige differenssignal (L-R). Yderligere detaljer i den modtagne forbedring i signalstøj-forhold som funktion af indgangssignalniveauet skal beskrives 20 senere. Udgangssignalet fra subtraktionsleddet 90 føres til det eventuelle modbetoningskredsløb 87, hvis det er påkrævet, og derpå til dematrixeren 74. Det forstås, at modbetoningskredsløbet kun indsættes, hvis der anvendes forbetoning i sendekæden.

I figur 9 vises i et blokskema en alternativ udformning af en 25 modtager, hvori demodulering og summering af det uændrede differenssignal S og det komprimerede differenssignal S1 udføres ved brug af en enkelt kvadraturdemodulator med en dekoderakse indstillet 45° fra de normale bærebølgegeneratorakser sinuit eller cosiut. Igen er nogle af de mere almindelige FM-modtagekredsløb (f.eks. RF- og IF-30 trin og diskriminatornetværk) udeladt og vil blot kort blive nævnt.

Et modtaget FM-signal forstærkes i RF- og IF-trinnene (ikke vist) i en modtager/FM-demodulator 100 og demoduleres i et hvilket som helst kendt FM-detekteringskredsløb (ikke vist) for at udlede de i det modtagne signal indeholdte audiosignaler, nemlig signalerne M, 35 s og S' og pilottonen. Monosumsignalet M separeres fra de højere frekvenskomponenter i det sammensatte signal i et lavpasfilter 102 og føres som det ene indgangssignal til et sædvanligt opbygget de-

DK 164681 B

18 matrixerkredsløb 104. Det sammensatte signals øvrige komponenter udtages af et bindpasfilter 106, som er indrettet til at slippe frekvenser igennem i båndet fra 19 kHz til 53 kHz og spærre for frekvenser under dette bind. S- og S'-signalerne føres til en kvadra-05 turdemodulator 108 med demoduleringsaksen indstillet ved 45°, og pilottonen udledes (ved sædvanlige midler, som ikke er vist) og føres til en bærebølgegenerator 110, der som reaktion herpå regenererer et signal sin(u)t + 45°) (eller alternativt cos(uit - 45°)), som føres til demodulatoren 108. Ved brug af den enkelte kvad ratu rdemo -10 dulator sker demodulering og summering af S- og S'-signalerne samtidigt og i en operation, og som vist vil demodulatorens udgangssignal være kvadratroden af summen af kvadraterne af S- og S'-signalerne og en funktion af (L-R)-differenssignalet, som er ført til senderen. Dette signal føres til ekspanderen 86, som kan have en lig-15 nende opbygning som den i figur 8 viste ekspander, hvori signalet ekspanderes for at opnå et støjdæmpet udgangssignal, som svarer til det oprindelige differenssignal S. Dette signal føres til et eventuelt modbetoningskredsløb 112, (hvis det er nødvendigt), og derpå til en anden indgang pi dematrixeren 104 for kombinering med sum-20 signalet M for på udgangene at frembringe signalerne 2L og 2R, hvis amplituder siden reduceres til det halve for at danne signalerne L og R, der føres til henholdsvis venstre og højre højttaler, hvilket alt sammen er typisk for funktionsmåden i en sædvanlig tokanals FM-modtager, inklusive at dematrixer-udgangssignalerne underkastes 25 den sædvanlige 75psekunder modbetoning i kredsløbet 106 og 108.

Omend der i detaljer gennem et eksempel er beskrevet en 45° dekoder forstis, at der kan anvendes andre demoduleringsakser end 45°. Resultaterne vil være tilsvarende, bortset fra at der indføres en faktor mellem forstærkningskoefficienterne for S og S'-signalerne 30 under summationen. Sådanne andre aksevinkler kan være af foretrække fremfor 45°-aksevinklen under visse omstændigheder.

Omend systemet i figur 9 ikke kan gengive et sædvanligt tokanals stereosignal er det fuldt kompatibelt med sædvanlige monoradioudsendelser. Nir der modtages en monoudsendelse, indeholder ud-35 gangssignalet fra modtageren/FM-demodulatoren 100 kun monosignalet M bestående af (L+R). Dette signal udtages ved lavpasfilteret 102 og føres til dematrixeren 104, og da der ikke føres noget signal

DK 164681 B

19 til dematrixerens anden indgang, fremkommer kun signalet M på hver udgang af dematrixeren for at tilføres til henholdsvis venstre og højre højttaler.

Det er fremgået af det ovennævnte, at der er to grundlæggenes de forskellige måder at anvende S-signalet i modtagerens dekoder: (1) toakset dekodning som vist i figur 7 med sinuit- og coswt-demodulatorer for at udlede henholdsvis S- og S'-signalerne, summering af S- og S'-signalerne og ekspansion af summen og (2) 45° akset dekodning som vist i figur 9, hvor demodulering 10 og summering af S- og S'-signalerne begge sker i én proces fulgt af ekspansion af det resulterende signal. De respektive egenskaber ved disse to fremgangsmåder vil fremgå ved sammenligning af figurerne 10 og 11, som illustrerer henholdsvis udgangsniveauet fra sumleddet 84 i den toaksede demodulator i figur 7 (dvs. S + S') og ud-15 gangssignalniveauet fra den enaksede 45° dekoder i figur 9 (dvs. kvadratroden af summerne af S2 + S'2) begge som funktion af indgangsniveau. Begge figurer indeholder de sædvanlige indgangs/ud-gangskurver, idet kurven for det uændrede differenssignal S har enhedshældning og kurven S' for differenssignalet er komprimeret 20 med uendeligt-til-en-kompressoren, som er beskrevet tidligere. Kompressorens knækpunkt er indstillet til ca. -32,7 dB, idet udgangsniveauet herover ligger ved -6,7 dB uafhængigt af indgangssignalniveauet. Under henvisning specielt til figur 10 afbilder den punkterede linie mærket (S + S1) udgangssignalniveauet fra summationsled-25 det 84 (figur 7) som funktion af indgangssignalniveauet og ses gradvist at stige fra -6,667 dB ved et indgangsniveau på ca. -32,7 dB til ca. 3,3 dB ved 0 dB maksimalt indgangssignalniveau. Som tidligere beskrevet har separat demodulering af de to akser den virkning at indføre to statistisk uafhængige tilfældigt-støjsgeneratorer, der 50 tilsammen lægger 3 dB støj til transmission kædens støj; men da udgangssignalet stiger med 6 dB ved -6,7 dB indgangsniveau er der en nettoforbedring på 3 dB i signal-støj-forholdet.

Under henvisning til figur 11 ses, at den punkterede linie mær-ketj/s2 + S'2 for indgangssignaler S og S1 identiske med de i figur 35 io viste også stiger gradvist, men ikke så stejlt som den punkterede kurve i figur 10 til et niveau på ca. 0,8 dB ved et indgangsniveau

DK 164681 B

20 på O dB sammenlignet med de plus 3,3 dB i figur 10. Signal-støj-for-holdet er imidlertid det samme som i det førstnævnte tilfælde, fordi den støj, der tilføres af demodulatoren, idet den har en enkelt akse, vil være 3 dB mindre end i det toaksede tilfælde, hvor der var en 05 forøgelse af signalniveauet, men også mere støj. Demodulatoren i den enkeltaksede demodulator i figur 9 bidrager ikke blot med mindre støj end de to demodulatorer i systemet i figur 7; men der er et mindre udgangssignalniveau pi grund af den omstændighed, at demodulatoren uddrager kvadratroden af (S2 + S'2).

10 Figurerne 12 og 13 afbilder signal-støj-forholdet som funktion af indgangsniveauet med et arbitrært valgt -40 dB støjniveau på transmissionsmediet henholdsvis for det toaksede demoduleringssystem fra figur 7 og for den enkeltaksede modulator i modtageren fra figur 9. Hver af disse figurer viser 3 kurver: 15 (1) en ret linie mærket S med enhedshældning, som sætter det uændrede differenssignal i relation til signal-støj-forholdet, (2) en kurve mærket S1, der viser signal-støj-forhold som funktion af differenssignalniveauet, når det er komprimeret af 3:1-kompressoren, og 20 (3) en kurve mærket (S + S1) i figur 12 og mærketjfe2 + S'2 i figur 13, der viser signal-støj-forholdet som funktion af indgangsniveauet i det tilfælde, hvor S'-signalet er komprimeret efter uende-ligt-til-en-kompressionsformlen. Under betragtning af først den tredje kurve i figur 13, der viser signal-støj-forholdet for den enaksede 25 45°'s dekoder ses, at signal-støj-forholdet er forbedret ved de høj ere indgangssignal-niveauer, og at signal-støj-forholdet ved 0 dB indgangsniveau er en lille smule bedre end det er for det uændrede differenssignal S; dette er resultatet af uddragningen af kvadratroden af summen af kvadraterne af det uændrede og det komprimerede 30 differenssignal.

Samme kurve i figur 12 for det tilfælde, hvor det uændrede og det komprimerede differenssignal er udledt af separate demodulatorer, viser et støjbidrag fra de to akser på 3 dB mere støj end i det enaksede tilfælde, og det faktisk modtagne signalniveau er endvidere 35 nu S + S1, hvilket ikke omfatter kvadrater og kvadratrødder; udledning af det nøjagtige signal-støj-forhold som funktion af signalniveauet omfatter således et andet sæt beregninger end den tilsvarende kurve for det enaksede tilfælde.

DK 164681 B

21

Formen af kurverne for de to tilfælde er generelt set den samme; men de afviger med en eller to dB her og der, som det bedst ses ved sammenligning af figurerne 12a og 13a, som viser den forbedring i signal-støj-forhold, der opnås ved brug af en uendeligt-05 til -en-kompressor i stedet for en 3:1-kompressor for den toaksede demodulator og den enaksede 45°'s demodulator. Det bemærkes i begge figurer, at ved indgangsniveauer på ca. -49 dB går forbedringen i signal-støj-forhold for uendeligt-til-en-kompressoren mod 0; det skyldes den omstændighed, at for at opnå en fair sammenligning blev 10 signalniveauydelsen valgt arbitrært, således at i tilfælde af, at der ikke var noget signal, ville baggrundsstøjniveauet sætte uendeligt-til-en-kompressoren på samme støjforbedring som 3:1-kompressoren, hvilken værdi er ca. 26 dB støjforbedring. De maksimale signalniveauer blev for begge endvidere arbitrært sat pi samme værdi af 15 -6,7 dB, og ligeså udgangssignalet for maksimalt indgangssignalni veau. Kurverne i figurerne 12A og 13A har også samme grundlæggende form; men der er detaljeforskelle, som grafisk illustrerer afvigelserne mellem kurverne i figur 12 og 13 mest tydeligt ved -35 dB indgangsniveau, hvor den enaksede 45°'s dekoder har ca. 2 dB 20 fordel i forbedring sammenlignet med den toaksede dekodningsfremgangsmide. Grunden hertil er støjbidraget fra de to demodulerings-akser, som forårsager et lidt dårligere modtaget signal-støj-forhold for det toaksede tilfælde. 9 dB-forbedringen i signal-støj-forhold sammenlignet med en "CX"-kompressor er imidlertid stadig signifikant.

25 Foruden signal-støj-fordelen i forhold til den toaksede demodu lator har den enaksede 45°'s dekoder den yderligere fordel, at sædvanlige stereomodtagere nu anvender en enakset dekoder, omend en, der forsynes med et siniut-signal og ikke det sin(u)t + 45°), som kræves til demodulatoren i figur 9. Endvidere er kredsløbet noget 30 billigere at fremstille, idet der kræves færre komponenter til demo-dulering og summering i en enkelt operation.

Som det tidligere kort blev nævnt kan principperne ifølge opfindelsen også anvendes til det nyligt vedtagne ElA/dBx-stereofjern-synssystem. Som vist i figur 14 har grundspektret i dette system 35 en monokanal NI fra ca. 50 Hz til 15 kHz, som repræsenterer summen af de stereofonisk samhørende venstre og højre signaler og et komprimeret stereodifferenssignal S' fra 23 kHz til 53 kHz, der ud-

DK 164681 B

22 sendes som et dobbelt sidebindssignal med undertrykt underbærebølge S1 sinwt, f.eks. (eller S' coswt). Grundsignalet har også en pilottone anbragt i mellemrummet mellem M-kanalen og differenssig-nalkanalen. Pilotfrekvensen er den horisontale liniefrekvens for 05 NTSC-fjernsynssystemet, nemlig 15,734 kHz og underbærebølgefre-kvensen er pilottonens anden harmoniske eller 31,468 kHz.

Ifølge opfindelsen ville grundsignalet endvidere omfatte et ikke-komprimeret differenssignal S udsendt som et dobbelt sidebåndssig-nal med undertrykt underbærebølge i kvadratur med den komprime-10 rede differenssignalunderbærebølge, (si der ikke optages yderligere spektrum). Dette sammensatte signal skal frekvensmoduleres pi en iiøjfrekvent- bærebølge-med .henblik pi udsendelse i en sender i det væsentlige som vist i figur 2. Idet signalet omfatter sumsignalet M og det komprimerede differenssignal S', er det kompatibelt med eksi-15 sterende EIA/dbx-modtagere, og der ville ikke være noget tab i dækningsområdet. I modsætning til ElA/dbx-stereofjernsynsmodtagere, hvor kun den ekspanderede version af det modtagne komprimerede differenssignal matrixkombineres med sumsignalet M for at danne det oprindelige venstre og det højre kanalsignal ville modtageren kombi-20 nere det ikke-komprimerede differenssignal S og det komprimerede differenssignal S1 under anvendelse f.eks. af den nedenfor beskrevne adaptive ekspander for at opnå den ovennævnte forbedring af signal-støj-forholdet i det modtagne signal og med mindre støjsvingninger. En sidan adaptiv dekoder styres af det ikke-komprimerede 25 °9 således uændrede differenssignal og er derfor i stand til at gen etablere den information om dynamikomfang, frekvens, opsvings- og udklingningstidskonstanter, som findes i det oprindelige differenssignal.

Det skulle nu være klart, at udsendelsen af det ikke-komprime-30 rede differenssignal S sammen med en komprimeret version S1 af differenssignalet og udnyttelsen af dem begge i modtageren for at opnå et støjdæmpet differenssignal tilvejebringer adskillige forbedringer i FM-stereoradio- og fjernsynsradiospredningssystemer, heriblandt (1) øget kanal kapacitet, 35 (2) forbedret signal-støj-forhold sammenlignet med de i dag til rådighed værende compandersystemer og . (3) evne til at dekode det ikke-komprimerede differenssignal og det komprimerede differenssignal enten hver for sig eller sammen,

DK 164681 B

23 hvilke fordele alle kan opnås under opretholdelse af kompatibilitet med eksisterende FM- og tokanalmodtagere i tilfælde af radio og med ElA/dbx-systemet, hvad angår fjernsyn. Ved anvendelse til FM-ste-reoradio sikrer udnyttelsen af såvel det komprimerede som det ukom-05 primerede differenssignal i modtageren den yderligere fordel, at der tillades anvendelsen af enhver af adskillige compander karakteristikker med hver deres særlige fordele omfattende uendeligt-til-en og nedadgående karakteristik som vist i figurerne 5 og 6 samt brugen af adaptive ekspandere, som nu skal beskrives.

10 Figur 15 er et blokskema over en modtager i forbindelse med en foretrukken form af adaptiv ekspander ifølge opfindelsen. Igen er visse af de mere sædvanlige FM-modtagerkredsløb (f.eks. RF- og IF-trin og diskriminatorkredse) for simpelheds skyld ikke vist og skal kun kort nævnes, hvor det er nødvendigt. Et modtaget FM-sig-15 nal forstærkes i de ikke-viste RF- og IF-trin i en modtager/FM-de-modulator 120 og demoduleres af et hvilket som helst kendt FM-de-tektorkredsløb (ikke vist) for at danne de i det modtagne signal indeholdte audiosignaler, nemlig signalerne M, S, S1 og pilottonen hver med den viste amplitudekoefficient. Monosumsignalet M separeres fra 20 de højere frekvenskomponenter af det sammensatte signal i et lavpas-filter 122 og føres som det ene indgangssignal til et dematrixerkreds-løb 124 af sædvanlig opbygning. De øvrige komponenter af det sammensatte signal udtages af et båndpasfilter 126, som er indrettet til at slippe frekvenser igennem i båndet fra 19 kHz til 53 kHz og spær-25 re for frekvenser uden for dette bånd og føres derpå til en S-demo-dulator 128 og en S'-demodulator 130. Pilottonen udledes på kendt måde (ikke vist) og føres til en bærebølgegenerator 132, som regenererer kvadraturversioner heraf, nemlig sinuit og cosurt, som føres til demodulatorerne henholdsvis 128 og 130, således at der opnås signa-30 lerne henholdsvis S og S1, (som har funktion af (L - R) som dannet ved senderens kompressor).

Adgangen i modtageren til såvel det uændrede differenssignal som den komprimerede version deraf tillader brug af en ekspander, som tilpasser sig kompressionskarakteristikken, hvad dens form end 35 er, idet dette opnås ved brug af det modtagne uændrede differens-signal S som referenceniveau til at danne et styresignal for et element med variabel forstærkning, som er forbundet til at modtage

DK 164681 B

24 det komprimerede differenssignal S' og frembringe et støjdæmpet differenssignal til at føre til dematrixeren 124.

I den i figur 15 viste udførelsesform af ekspanderen dobbeltens-rettes det modtagne uændrede differenssignal S af en ensretter 134 05 for at frembringe et jævnspændingssignal med et niveau, som er proportionalt med amplituden af differenssignalet S. Dette jævnspændingssignal føres til en integrator 136, som fortrinsvis er af den komplekse type, som er beskrevet i det tidligere nævnte US patentskrift nr. 4.376.916. Udgangssignalet fra integratoren 136, som be-10 skriver indhyllingsinformationen af det uændrede differenssignal S føres som det ene indgangssignal til en komparator 138, som f.eks. kan være en operationsforstærker 140, idet signalet fra integratoren 136 føres til dens positive indgang.

Det på udgangen af demodulatoren 130 frembragte komprimerede 15 differenssignal S1 føres som det ene indgangssignal til et summationsled 142, hvori det om ønsket, men ikke nødvendigvis adderes til det uændrede differenssignal S; den forbindelse 144, som er vist med punkteret streg, indikerer den valgmulighed for at addere disse to signaler pi dette sted. Hvis det antages, at det uændrede differens-20 signal ikke adderes til det komprimerede differenssignal, overføres det komprimerede differenssignal simpelt hen til indgangen pi et element 146 med variabel forstærkning, hvis udgangssignal føres til en anden broensretter 148, som frembringer et jævnstrømsudgangssignal med et niveau proportionalt med amplituden af det signal, som 25 optræder på udgangen af elementet 146 med variabel forstærkning.

Dette jævnstrømssignal føres til en anden integrator 150, som kan have samme opbygning som integratoren 136, men på den anden side ikke behøver have de samme tidskonstanter som dem, der anvendes i integratoren 136, og heller ikke som dem, der anvendes i sende-30 rens kompressor 16, af grunde, der senere vil fremgå. Et indstilleligt referencespændingsniveau for denne sløjfe etableres af en indretning 152 betegnet V^, hvilket element kan være realiseret i ensretterkredsen 148. Det signal, der dannes i kæden omfattende ensretteren 148 og integratoren 150 føres som det andet indgangssignal 35 til komparatoren 138 og mere bestemt til operationsforstærkerens 140 negative indgang. Et eventuelt udgangssignal fra komparatoren 68, som repræsenterer en amplitudeforskel mellem de to påførte signaler,

DK 164681 B

25 forstærkes af en passende forstærker 154 til at frembringe et styresignal, som føres til styreelementet i elementet 146 med variabel forstærkning for at styre dettes forstærkning.

Hvis niveauerne af udgangssignalerne fra integratorerne 136 og 05 150 under operationen er de samme, vil der ikke ske nogen ændring i størrelsen af det styresignal, som føres til elementet 146 med variabel forstærkning, hvilket dermed betyder, at niveauet af udgangssignal fra elementet 146 med variabel forstærkning svarer til det af det uændrede differenssignal S. Sagt pi en anden måde er funktio-10 nen af komparatoren 138 analog til den af tærskelniveauet i sædvanlige ekspandere derved, at der ikke sker nogen ændring i det spændingsniveau, som er bestemt af det uændrede differenssignal S, før signalniveauet er over overføringskarakteristikkens såkaldte knækpunkt. I kredsløbet ifølge opfindelsen er tærsklen i stedet for at 15 være et forudfastlagt signal, som det er tilfældet i sædvanlige ekspandere, et signal udledt fra det uændrede differenssignal S, som naturligvis skifter amplitude i henhold til visse opsvings- og ud-klingningstider, men er ved det niveau, som det komprimerede signal S' skal være ved. I stedet for at der er en fast referencespæn-20 ding, frembringer komparatoren 138 således et varierende referenceniveau, som ændrer sig dynamisk med niveauændringerne i selve det uændrede differenssignal S. Formålet med V ^-indretningen 152 er at etablere en fast forstærkningsdifference, som er lig med den faste forstærkningsdifference i den kompressor, som anvendes ved 25 senderen for at hindre virkninger af den variable forstærkning på signaler under et vist niveau, dvs. for at frembringe det, der svarer til et knækpunkt, for at ud kompensere fejl, som ville optræde, hvis differenssignalets S signal-støj-forhold ikke er tilstrækkeligt højt. Ved indgangssignalniveauer over et sådant knækpunkt bestem-30 mes det si g na I niveau, som optræder på udgangen af elementet 146 med variabel forstærkning af amplituden af det af komparatoren 138 frembragte styresignal, der igen afhænger af amplituden af det uændrede differenssignal S. Gennem styringen af forstærkningen i elementet 146 med variabel forstærkning med et styresignal, som er 35 proportionalt med differensen mellem niveauet af det komprimerede differenssignal og det uændrede differenssignal, er udgangssignalet fra elementet 146 med variabel forstærkning signalet S, bortset fra

DK 164681 B

26 at det er blevet underkastet en støjreduktion gennem den ekspansion af det komprimerede differenssignal, som sker i styresløjfen. Det signal S, som frembringes på udgangen af elementet 146 med variabel forstærkning, føres til indgangen på et eventuelt modbetoningskreds-05 løb 156, (der kun anvendes, hvis senderen anvender forbetoning), og udgangssignalet herfra føres via en omskifter 158 til dematrixe-rens 124 anden indgang.

Niveauet af signalet S, som optræder pi udgangen af elementet 146 med variabel forstærkning, indstilles af V^-indretningen 152 10 og forstærkeren 154 til at være lig med niveauet af det modtagne uændrede differenssignal S, og ved at bruge dette signal som referenceniveau opnår ekspanderen den vigtige fordel, at den kan tilpasse sig til enhver af en bred mangfoldighed af companding-form-ler. I det tilfælde at der i fremtiden måtte blive udviklet en ny ty-15 pe kompressionsoverføringskarakteristik ville det således ikke være nødvendigt at kassere den beskrevne ekspander og erstatte den med en ny modtageekspander for at udnytte en sådan ny overføringskarakteristik. Da dens funktion blot afhænger af niveauet af det uændrede differenssignal S, kan enhver type i dag til rådighed væren-20 be kompressionsformel såvel som enhver, der måtte blive udviklet i fremtiden, dekodes tilfredsstillende af det adaptive system ifølge figur 15.

I modsætning til de fleste eksisterende compander-systemer, som kræver en meget nøjagtig formel for kompression og en nøjag-25 tigt tilsvarende formel for ekspansion for at opnå tilfredsstillende resultat, er dette adaptive system ikke kritisk afhængigt af kompressionsformlen, og selv tidskonstanterne er ikke så vigtige, fordi modtageren altid har et referenceniveau, som er udledt fra det uændrede differenssignal S.

30 Under henvisning nu til figur 15 er modtageren, foruden at den kan fungere som netop beskrevet fuldt kompatibel med sædvanlige mono-og tokanalsstereoradioudsendelser. Når der modtages en monoradioudsendelse, indeholder udgangssignalet fra modtager/FM-demodulatoren 120 kun monosignalet M bestående af (L+R). Dette 35 signal udtages af lavpasfilteret 122 og føres til dematrixeren 124, og da der ikke føres noget signal til dematrixerens anden indgang, optræder der på hver udgang af dematrixeren kun signalet M, som føres til henholdsvis venstre og højre højttaler.

DK 164681 B

27

For at sætte modtageren i stand til at gengive et modtaget sædvanligt tokanals stereosignal påvirkes omskifteren 158 fortrinsvis automatisk fra den viste stilling til at skifte til den med punkteret streg viste stilling, si den forbinder udgangen fra demodulatoren 05 128 til dematrixerens 124 anden indgang. En sådan automatisk omkob ling kan f.eks. opnås ved enhver af flere kendte fremgangsmåder, såsom modulering af pilottonen eller tilføjelse af et separat identifikationssignal, når der også sendes et komprimeret differenssignal.

En detektor i modtageren (ikke vist), som kan registrere identifika-10 tionssignalet, kan da frembringe et signal til at omstille omskifteren 158 fra den stilling, som er vist med optrukket streg, til den, der er vist punkteret. Når der modtages et sædvanligt tokanalstereosig-nal føres M-signalet ligesom før til den ene indgang på dematrixeren 124, og det fra demodulatoren 123 frembragte S-signal kombineres i 15 dematrixeren til at frembringe udgangssignaler 2L og 2R, idet begges amplituder derpå reduceres til det halve, før de videreføres til venstre og højre højttaler.

Figur 16 viser en alternativ udformning af den adaptive ekspander fra figur 15, hvor forskellen er, at der i stedet for to integra-20 torer, som hver følger en tilhørende broensretter, og hvor integra-torudgangssignalerne føres til komparatoren, så føres udgangssignalerne fra ensretterne til komparatoren, og dens udgangssignal føres til en enkelt integrator. Det ikke-komprimerede differenssignal S fra demodulatoren 128 føres mere bestemt til en første broensretter 160 25 og føres også som det ene indgangssignal til et summationsled 162, hvori det fortrinsvis adderes til det komprimerede differenssignal S' fra demodulatoren 130. Jævnstrømssignalet fra ensretteren 160, som har et niveau proportionalt med differenssignalets S amplitude, føres til den ene indgang af en komparator, såsom en differensforstærker 30 164. Et stilbart referencespændingsniveau for denne sløjfe etableres af en indretning 166 mærket hvilket element kan være ind bygget i kredsløbet med ensretteren 160 for et formål, som nu skal beskrives. Signalet fra summationsleddet 162, som repræsenterer summen af signalerne S og S1 føres til indgangen på et element 168 35 med variabel forstærkning, hvis udgangssignal føres til en anden broensretter 170, som frembringer et jævnstrømsudgangssignal med et niveau proportionalt med amplituden af udgangssignalet fra ele-

DK 164681 B

28 mentet 160 med variabel forstærkning. Dette jævnstrømssignal føres til differensforstærkerens 164 anden indgang. En anden spændingsreferenceindretning 172 betegnet V ^ frembringer et referencespændingsniveau for denne sløjfe. Et eventuelt udgangssignal fra 05 komparatoren, som repræsenterer en amplitudeforskel mellem de to tilførte signaler (efter at have taget hensyn til de af elementerne 166 og 172 frembragte referencespændingsniveauer) føres til en integrator 174, fortrinsvis af den komplekse type beskrevet ovenfor. Udgangssignalet fra integratoren 104 forstærkes af en passende for-•jq stærker 176 til at frembringe et styresignal, som føres til styreelementet i et element 168 med variabel forstærkning til at styre dettes forstærkning. Som i ekspanderen i figur 15 er funktionen af differensforstærkeren analog til den af tærskelniveauet i en sædvanlig ekspander derved, at der ikke sker nogen ændring i det af det uæn-15 drede differenssignal S bestemte spændingsniveau, før signalniveauet ligger over knækpunktet pi overføringskarakteristikken. Spændingsreferencen V ^ er tilvejebragt for at afgrænse ekspanderens ne-derste knækpunkt som i sædvanlige ekspandere, og V ^ er tilvejebragt for at afskære den tilhørende sløjfe, idet sløjfeforstærkningen 20 ellers ville søge at gøre udgangssignalet fra elementet 168 med variabel forstærkning konstant på niveau med det ikke-komprimerede differenssignal S. Ellers svarer funktionen til den af den adaptive ekspander i figur 15, og der frembringes et støjdæmpet differenssignal S på· udgangen af elementet 168 med variabel forstærkning for vide-25 reføring til dematrixeren 124.

Figur 17 viser en yderligere anvendelse af den samme grundlæggende adaptive ekspander, som bevirker en komponentbesparelse sammenlignet med enhver af de tidligere beskrevne udførelsesformer derved, at den kun kræver en enkelt broensretter og en enkelt kom-30 pleks integrator for at opnå i det væsentlige de samme resultater. I dette tilfælde føres det ikke-komprimerede differenssignal S mere bestemt til den ene indgang pi en differensforstærker 180 og adderes til det komprimerede differenssignal S1 i et summationsled 182 for at danne et sumsignal, som føres til indgangen på et element 35 184 med variabel forstærkning. Udgangssignalet fra elementet 184 med variabel forstærkning føres til et forstærkerelement, såsom en forstærker 186, hvis udgangssignal føres til den anden indgang pi

DK 164681 B

29 differensforstærkeren 180. Et eventuelt resulterende differenssignal dobbeltensrettes i ensretteren 188, og det resulterende jævnstrømssignal føres efter niveaujustering i en spændingsniveauindstillingsindretning 190 til en integrator 192, igen af kompleks type, hvis 05 udgangssignal forstærkes af en passende forstærker 194 for at danne et styresignal for elementet 184 med variabel forstærkning. Udgangssignalet fra elementet med variabel forstærkning er som før et støjdæmpet signal S, der føres til dematrixeren.

Forstærkningselementet 186 er inkluderet for at undgå flertydig-10 hed af signalet på udgangen af broensretteren 188, som det ville optræde, med mindre der blev truffet foranstaltninger for at sikre, at signalet fra elementet 184 med variabel forstærkning altid er enten større eller mindre end differenssignalet S. Hvis de to signaler ført til differensforstærkeren 180 ellers ville være lige store, så kun-15 ne udgangssignalet fra broensretteren ikke indikere, hvilket signal der var det største. For at eliminere denne dobbelttydighedsmulighed er forstærkningselementet 186 forbundet i sløjfen efter elementet 184 med variabel forstærkning for at sikre, at sløjfesignalet altid dominerer i forhold til differenssignalet S. Fordi forstærkerelementet 186 20 er inden i styresløjfen for elementet 184 med variabel forstærkning, udbalanceres det automatisk på grund af systemets tilbageføringsnatur og påvirker ikke amplituden af det endelige støjdæmpede signal S, som optræder på udgangen af elementet 184 med variabel forstærkning. Alternativt kan et passende forstærkningselement indsæt-25 tes i S-signalvejen til differensforstærkeren for at sikre, at dette signal altid er størst, og der kunne i udgangsforbindelsen til dematrixeren indsættes et dæmperled for at kompensere for forstærkningen af elementet i S-signalvejen.

Figur 18 er et blokskema af en yderligere udførelsesform af en 30 adaptiv ekspander ifølge opfindelsen, og her af en fremadførings-type eller feed-forward-type i modsætning til de tre tilbageføringstyper, som er beskrevet ovenfor. Selv om fremadføringstypen er underkastet begrænsninger, som ikke gælder for tilbageføringstypen derved, at elementet med variabel forstærkning må have en kalibre-35 ret og foreskrevet overføringskarakteristik, og styresignalet må dannes med korrekt forstærkning og nulpunktsforskydning svarende til denne formel, så kan den arbejde tilfredsstillende, hvis der tages hensyn til disse begrænsninger. Fremadføringsudførelsesformen har

DK 164681 B

30 mange elementer til fælles med de ovenfor beskrevne adaptive ekspandere, men er arrangeret anderledes, som det nu skal beskrives.

Det ikke-komprimerede differenssignal S dobbeltensrettes her af en ensretter 200, hvis udgangssignal føres som det ene indgangssignal 05 til en differensforstærker 202, idet niveauet af det ensrettede signal kan indstilles ved en spændingsniveauindstilleindretning 204 betegnet Det ikke-komprimerede differenssignal S adderes også til det komprimerede differenssignal S' i et summationsled 206, og det resulterende sumsignal føres til en anden broensretter 138 og 10 også til indgangen pi et element 210 med variabel forstærkning. Jævnstrømssignalet fra ensretteren 208 føres, efter det er blevet underkastet en niveauindstilling ved spændingsniveaustilleindretning-en 212 mærket V og som kan være inkorporeret i ensretter kredsløbet, til den anden indgang på differensforstærkeren 202. Et 15 eventuelt differenssignal på udgangen af forstærkeren 202 føres til en integrator 214 af den tidligere beskrevne komplekse type, hvis udgangssignal føres som det ene indgangssignal til en formelgenerator 216, hvortil der også føres en referencespænding V ^ ^ frembragt af en passende spændingskilde 218. For en given signalniveau 20 ændring fra integratoren 214 frembringer formelgeneratoren 216 den korrekte udgangsspænding eller strøm for tilføring til styreelementet i elementet 210 med variabel forstærkning for at sikre, at forstærkningselementet 210 giver den korrekte størrelse af forstærkning eller dæmpning efter det til enhver tid værende øjeblikkelige behov. Idet 25 elementet med variabel forstærkning typisk er logaritmisk, ville formelgeneratoren 216 f.eks. indeholde et logaritmisk kredsløbselement for at afpasse ændringerne i signalet fra integratoren 214 til decibel af dæmpning i elementet 210 med variabel forstærkning. Udgangssignalet fra elementet 210 med variabel forstærkning er således et støj-30 dæmpet differenssignal S for tilføring til dematrixeren.

Adgangen i modtageren til det ikke-komprimerede differenssignal tillader også udformningen af en frekvens korrigerende adaptiv ekspander, hvoraf en udførelsesform vises i blokskemaet i figur 19. Princippet i den viste frekvenskorrigerende ekspander er at udnyt-35 te det ukomprimerede differenssignal til adaptiv ekspansion af et komprimeret signal, som indeholder ukendte frekvensafhængige elementer. Dolby A-compander-systemet har f.eks. fire compandede

DK 164681 B

31 kanaler, hver med et bestemt og særskilt frekvensbånd, som er komprimeret individuelt i henhold til sit eget signalniveau. Funktionen af systemet i figur 19 er at adskille et sådant multikanalsignal i tilsvarende separate kanaler og anvende det ikke-komprimerede diffe-05 renssignal, som indeholder al signalinformation fra det komprimerede differenssignal til separat og adaptivt at ekspandere multikanalsignalerne og derpå kombinere de resulterende støjdæmpede kanalsignaler for at danne et støjdæmpet og frekvenskorrigeret differenssignal, der tilføres dematrixeren. Til dette formål summeres det ikke-kom-10 primerede differenssignal S og det komprimerede differenssignal S' i et summationsled 220, og det resulterende signal føres til en række af filtre omfattende et lavpasfilter 222, betegnet LPF^ og flere bånd-pasfiltre 224, 226 og 228 betegnet henholdsvis BPF^, BPF^ og BPFN indrettet til at lade successivt højere frekvensbånd i audiofrekvens-15 spektret passere. Det ikke-komprimerede differenssignal S føres til et tilsvarende sæt af filtre 230, 232, 234 og 236 betegnet henholdsvis LPF.J, BPF2, BPFg og BPFN med de samme pasbånd som de tilsvarende betegnede filtre i det andet sæt. Hvert af de filtre, som modtager sumsignalet fra summationsleddet 220, er forbundet til sit 20 eget element med variabel forstærkning (VGA), henholdsvis 242, 244, 246 og 248, hvis udgangssignaler føres til hver sin ensretterbro 252, 254, 256 og 258. Jævnstrømssignalerne fra disse ensrettere føres til den ene indgang på tilhørende differensforstærkere 260, 262, 264 og 266. Frekvensbåndene af det ikke-komprimerede differenssignal S, 25 som er passeret igennem filtrene 230, 232, 234 og 236, dobbeltensret-tes ligeledes i hver sin ensretter 237, 238, 239 og 240, og de tilsvarende jævnstrømsudgangssignaler føres til de andre indgangsterminaler på differensforstærkere, henholdsvis 260, 262, 264 og 266. De af differensforstærkerne frembragte differenssignaler føres til hver 30 sin komplekse integrator 268, 270, 272 og 274, og udgangssignalerne derfra føres efter passende forstærkning (ikke vist) som styresignaler til hver sit af elementerne 242, 244, 246 og 248 med variabel forstærkning. Det kan bemærkes, at systemet i figur 19 er en gruppe af fire adaptive ekspandere, som hver især er opbygget i 35 henhold til det i figur 16 viste blokskema bortset fra, at hver er omgivet af et lavpasfilter eller et bindpasfilter. Udgangssignalerne fra gruppen af elementer med variabel forstærkning kombineres i et

DK 164681 B

32 summationsled 276, som kombinerer samtlige de separat adaptivt ekspanderede signaler sammen for pi udgangen at frembringe det totale støjdæmpede og frekvens korrigerede differenssignal S, der føres til dematrixeren. Systemet i figur 19 består således af en flerhed af 05 adaptive ekspandere, hvor hver af dem arbejder på sin del af frekvensspektret som fastlagt af de tilknyttede filtre. I praksis behøver filtrene ikke have stejle afskæringskarakteristikker og kan f.eks. være 6 dB eller 12 dB per oktav filtre. Det forstås, at figur 19 illustrerer et yderst generelt tilfælde af en frekvenskorrigerende adap-10 tiv ekspander, og den kan modificeres med flere eller færre ekspandere for at svare til en konkret anvendelse.

Figur 20 viser et blokskema af et frekvenskorrigerende adaptivt ekspandersystem til at udføre i det væsentlige samme funktion som den, der opnås med systemet i figur 19 bortset fra, at filterpro-15 cessen i dette tilfælde er arrangeret serielt i stedet for parallelt.

Figur 20 viser også i stedet for at vise det generelle tilfælde, hvorledes systemet kan anvendes med det vedtagne ElA/dbx Inc. stereofjernsynssystem, hvori audiodifferenssignalet komprimeres af en kompressor, som har to elementer med variabel forstærkning, som 20 er arrangeret i serie og omfatter modbetonings- og båndpaskredsløb for effektivt at dele audiofrekvensspektret i to bånd. Systemet i figur 20 har således for at tillade adaptiv ekspansion af et dbx-kom-primeret signal to elementer med variabel forstærkning forbundne i serie og indeholdende to filtersæt for at dele audiofrekvensspektret 25 ind i i det væsentlige samme frekvensbånd, som anvendes i dbx-kompressoren. Det ukomprimerede differenssignal S, der igen anvendes som referencesignal, føres nærmere bestemt til et første filter 280 og kan eventuelt adderes til det komprimerede differenssignal S' i et additionsled 282. Det resulterende signal føres til et andet filter 30 284 med samme gennemgangskarakteristik som filteret 280. I praksis kan begge filtrene 280 og 284 være modbetoningsfiltre med karakteristikker svarende til dem, der fastlægger det øvre bånd i dbx Inc.-kompressoren. Ligesom i arrangementet i figur 16 bliver det udvalgte bånd af signalet S dobbeltensrettet ved en ensretter 216, og det 35 udvalgte bånd af signalet fra additionsleddet 212 føres til et element 288 med variabel forstærkning. Dette element med variabel forstærkning arbejder med et valgt højfrekvensbånd og fungerer som varia-

DK 164681 B

33 belt modbetoningselement. Det samlede udgangssignal fra ekspanderen ensrettet ved en ensretter 290, og jævnstrømsudgangssignalerne fra ensretterne 286 og 290 føres til hver sin indgang på en differensforstærker 292, hvis udgangssignal ledes til en- kompleks inte-05 grator 294, som frembringer et styresignal til det variable element (VGA) 288. Den resterende del af differenssignalets S spektrum føres til et andet filter 296, og det frekvens korrigerede og støjdæmpede signal, som er frembragt af det variable element 288, føres til et bredbåndselement 304 med variabel forstærkning. Udgangssignalet 10 fra elementet 304, som er ekspanderens udgangssignal, føres også til et båndpasfilter 298, der igen har samme gennemgangskarakteristik som filteret 296. Ligesom før dobbeltensrettes det udvalgte bånd af signalet S ved en ensretter 300, og det frembragte jævnstrømssignal føres som det ene indgangssignal til en differensforstærker 302, 15 og det signal, som er sluppet igennem af filteret 298, føres til en dobbeltensretter 306, hvorfra udgangssignalet føres til den anden indgang pi differensforstærkeren 302. Udgangssignalet fra differensforstærkeren føres til en kompleks integrator 308, hvis udgangssignal efter passende forstærkning (ikke vist) udgør styresignalet til 20 elementet 304 med variabel forstærkning. Det fremgår således, at systemet i figur 20 i sin funktion ligner systemet i figur 19 bortset fra, at de enkelte adaptive ekspandere er serieforbundne med filtre eller variable modbetoningselementer forbundet derimellem, og det støjdæmpede og frekvenskorrigerede signal S fremkommer på udgan-25 gen af det sidste element med variabel forstærkning (dvs. elementet 304) i kæden. Det skal forstås, at der for nemheds skyld kun er vist to serieforbundne ekspandere, og at der, hvis det er nødvendigt, kan tilvejebringes yderligere trin.

Da det ikke-komprimerede differenssignal S indeholder det op-30 rindelige signals fulde dynamik, hvilket signal f.eks. kan være musik, kan det udnyttes i en adaptiv ekspander til at bestemme, hvilke opsvings-og udklingningstider, der blev anvendt i senderens kompressor, uanset hvilken type det er. i udformningen af compan-der-systemer er der som baggrund altid truffet et kompromis mellem 35 opsvings- og udklingningstider. Hvad angår for det første opsvingstiden, kan den ikke være så kort at ændringshastigheden for signalforstærkningen bliver så stor under signal korrektionen, at der bliver

DK 164681 B

34 frembragt et hørbart klik pi grund af signalets hurtige amplitudemodulering. En anden ulempe ved en for kort opsvingstid er, at skarpe spidser i signalet vil have tendens til at overstyre senderen.

Der anvendes derfor typisk opsvingstider på 10 til 20 millisekunder 05 i compander-systemer for at opretholde et højere gennemsnitligt modulationsniveau ved som resultat ikke at ni spidserne i det programmerede signal og samtidig ikke kontinuert overstyre senderen, som det ville være tilfældet, hvis opsvingstiden var for lang.

Under betragtning herefter af bide opsvings- og udklingnings-10 tiden i compander-systemer, så skal opsvingstiden i kompressoren for at holde senderens modulation størst mulig være så kort som mulig, således at kompressoren efter forekomsten af en pludselig transient med højt niveau far justeret sin forstærkning nedad for ikke at overstyres. Hvis udklingningstiden er lang, og transienten følges 15 umiddelbart af en passage med dæmpet musik, ville ekspanderen være for længe om at reducere forstærkningen, og udklingningen af sendekanalstøjen ville være hørbar. På den anden side er en ud-klingningstid, som er for kort, heller ikke ønskelig, fordi der ville ske en forstærkningsmodulation under hver cyklus eller cyklusfølge 20 af lave frekvenser, hvorved forvrængningen ville stige. Disse modstridende krav til opsvings- og udklingningstider opfyldes sædvanligvis ved kompromisvalg eller ved brug af komplekse integratorer, sisom den, der anvendes i "CX,,-compander-systemet, som er beskrevet i US-patentskrift nr. 4.376.916, der har flere og komplekse 25 opsvings-og udklingningstider for forskellige signalomstændigheder.

De ovenfor beskrevne forhold ved compander-systemer gælder også for en adaptiv ekspander, fordi det ikke er muligt at gøre den adaptive ekspanders opsvingstid uendelig kort og heller ikke muligt at gøre udklingningstiden meget lang. Hvis dette kunne gøres, ville 30 signalets udgangsdynamik være god, fordi hvis referencesignalet S f.eks. havde en transient, som steg og derpå klingede ud pi en vis måde, ville kompressoren i senderen ændre disse dynamiske forhold, og en adaptiv ekspander ville, hvis den ikke var begrænset af ud-klingnings- eller opsvingstidsintegratorer, søge at etablere det rig-35 tige signalniveau og frembringe det rigtige udgangssignal. I praksis ville en sådan adaptiv ekspander imidlertid for et lavfrekvent udsendt signal følge dets svingning og bevirke forvrængning. Derfor 35 må selv en adaptiv ekspander have opsvings- og udklingningstidsele-menter og fortrinsvis af den komplekse type som vist og beskrevet i de ovenfor beskrevne udførelsesformer. Det ses, at det imidlertid er muligt at tilpasse den adaptive ekspanders integrator til sende-05 kompressorens opsvings- og udklingningstidskonstanter.

Der henvises nu til figur 21, som i blokskemaform viser en tilbageførende adaptiv ekspander, der stort set svarer til det i figur 16 viste arrangement, og hvori det ukomprimerede differenssignal S dobbeltensrettes i en broensretter 310, og jævnstrømsudgangssigna-10 let efter at være underkastet en niveauindstilling i et spændingsreferenceelement 312, (som kan være indbygget i ensretterkredsløbet), føres som det ene indgangssignal til en differensforstærker 314. Det ukomprimerede og det komprimerede differenssignal summeres i et additionsled 316, og det resulterende signal føres til et ele-15 ment 318 med variabel forstærkning. Udgangssignalet fra elementet med variabel forstærkning dobbeltensrettes som før i en ensretter 320, og dennes jævnstrømsudgangssignalniveau indstilles af en spændingsreferenceindretning 322 og føres derpå som det andet indgangssignal til differensforstærkeren 314. Differensforstærkerens udgangs-20 signal føres til en kompleks integrator 324, som indeholder et element 326 med variabel opsvingstid og et element 328 med variabel udkling-ningstid. Integratorens udgangssignal bliver efter passende forstærkning i en forstærker 330 til styresignalet for elementet 318 med variabel forstærkning. Udgangssignalet fra elementet med variabel for-25 størkning er ligesom før det støjdæmpede signal S, og det er, som det senere vil fremgå, også tilpasset det oprindelige signals dynamik.

Når signalet på differensforstørkerens 314 udgang bliver stort på transientbasis, er det kendt, at der er stor fejl i enten opsvingseller udklingningstidskonstanterne i integratoren 324, og det er af 30 de ovennævnte grunde ønskeligt, at integratoren indstilles, så den altid søger den længst mulige opsvingstid og den længst mulige ud-klingningstid. Dette bevirkes ved også at føre differensforstærkerens 314 udgangssignal til to registrerende forstærkere: En opsvingstidsfejlforstærker 332 og en udklingningstidsfejlforstørker 334. Hver 35 af de registrerende forstærkere 332 og 334 har et tilknyttet spændingsreferenceelement 336, henholdsvis 338, som frembringer et spændingsniveau, som forstærkerens udgangssignal sammenlignes

DK 164681 B

36 med for at bestemme størrelsen af fejlsignalet fra differensforstærkeren 314. Det er muligt at skelne mellem, om fejlen er en opsvingstidsfejl eller en udklingningstidsfejl, idet fejlsignalets polaritet for opsvingstid er modsat fejlsignalets polaritet for udklingningstid. Fejl-05 signalet kan således i begge tilfælde integreres til at frembringe et styresignal til at ændre opsvings- og udklingningstidskonstanterne for integratoren 324. Til dette formål føres fejlsignalet fra den registrerende forstærker 332 til en opsvingstidsfejlintegrator 340, som frembringer et styresignal, der føres til styreelementet i et element 10 326 med variabel opsvingstid i integratoren 324, og den registreren de forstærkers 334 udgangs-fejlsignal føres til udklingningsfejlinte-gratoren 342, som frembringer et udklingningstidsstyresignal til justering af udklingningstiden i elementet 328 med variabel udklingningstid. Elementet 326 for variabei opsvingstid kan have form af et 15 RC-kredsløb med en seriemodstand og en kondensator forbundet til en jordreference, hvori modstandselementet kan varieres styrbart; modstanden kan f.eks. være en variabel strømkilde eller en feltef-fekttransistor (FET) indrettet til at styres af styresignalet fra opsvingsfej I integratoren. Hvis integratorens 324 opsvingstid således 20 fra starten var sat til at have for lang tidskonstant, og der blev modtaget et signal med en kort opsvingstid, ville der blive registreret en stor opsvingstidsfejl, og hvis den overskred det af V 336 fastlagte niveau, ville styresignalet ændre modstanden i elementet med variabel modstand i en retning til at forkorte opsvingstidskon-25 stanten. Imedens ville opsvingsfejlintegratoren 340 tilbagestilles meget langsomt til igen at udvise en lang opsvingstidskonstant.

Tidskonstanten i elementet 328 med variabel udklingningstid kan styres ved parallel forbindelse af en modstand og en kondensator til at aflade hovedintegrationskondensatoren, og modstanden kan 30 igen have form af enten en variabel strømkilde eller en variabel modstand eller et lignende kredsløbselement indrettet til at styres af det af udklingningsfejlintegratoren 342 frembragte styresignal. Som i tilfældet for elementet for variabel opsvingstid ville den styrbare modstand i elementet 328 normalt være indstillet til at udvise sin 35 længst mulige udklingningstidskonstant (inden for rimelige grænser) og til at forkortes i afhængighed af udklingningstidsstyresignalet.

Det vil nu fremgå, at systemet i figur 21, som grundlæggende er det

DK 164681 B

37 samme som det i figur 16 bortset fra, at den komplekse integrator er erstattet af en styrbar kompleks integrator, automatisk vil tilpasse sig opsvings- og udklingningsdynamikken i det komprimerede signal, hvilket alt sammen er muliggjort ved anvendelsen af det ukom-05 primerede differenssignal S som reference.

Det skal naturligvis forstås, at de ovenfor beskrevne tre generelle typer af adaptive ekspandere ikke gensidigt udelukker hinanden, og de kan faktisk kombineres i en mangfoldighed af permutationer og kombinationer. Et eller et andet af de frekvenskorrigerende 10 arrangementer i figurerne 19 og 20 kunne f.eks. være kombineret med den netop beskrevne adaptive opsvings- og udklingningstidseks-panderejendommelighed. Det vil også forstås af fagfolk på compan-derområdet, at de beskrevne adaptive fremgangsmåder til at ekspandere komprimerede signaler lige så vel kan anvendes for kompresso-15 rer, hvis der opstår en situation med behov herfor.

Det skulle nu være klart, at udsendelsen af det ukomprimerede differenssignal S sammen med en komprimeret version S' af differenssignalet muliggør udnyttelsen af det ukomprimerede differenssignal i modtageren som et referencesignal til at sætte en ekspander i stand 20 til at tilpasse sig enhver companderformel og tillader dekodning af dynamiske parametre i det modtagne signal, såsom frekvensrespons og opsvings- og udklingningstidskonstanter, således at samtlige det oprindelige signals parametre kan gendannes automatisk uafhængigt af sendesystemet.

25 Omend flere konkrete udførelsesformer af opfindelsen er illustre ret og beskrevet, skal de kun tjene som eksempler, og variationer og modifikationer, som kan udtænkes af fagfolk, skal forstås at udgøre en del af den foreliggende opfindelse, for så vidt de falder inden for ånden og omfanget af de følgende krav.

30 Opfindelsen kan f.eks. anvendes i andet end det beskrevne frekvensmodulerede system omfattende amplitudemodulation, fasemodulation, deltamodulation, puls- og pulskodemodulation. Bærebølgen kan være enhver af en flerhed af former omfattende synligt eller infrarødt lys og multipleksede satellitspredningssystemer. De forskel-35 Uge i blokskemaerne viste funktioner kan realiseres på mange måder for at opnå ideelle og/eiler pålidelige egenskaber; broensretteren og integratoren danner f.eks. typisk en indhyllingsdetektor, hvortil

DK 164681 B

38 forskellige udførelsesformer omfattende r.m.s.-detektorer findes. Omend den beskrevne brug af en kvadraturkanal tillader udsendelse af det komprimerede differenssignal uden at kræve forøgelse af båndbredden, er det, hvis yderligere båndbredde er til rådighed, da 05 også muligt at anvende en yderligere bærebølge i tilstrækkelig frekvensafstand fra S-underbærebølgen til at indeholde det komprimerede differenssignal.

10 15 20 25 30 35

Claims (21)

1. Modtager til brug i et tokanals FM-stereoradiosprednings-system, som er indrettet til at modtage en højfrekvensbærebølge moduleret med et stereosumsignal M og en første og en anden under- 05 bærebølge, som er moduleret med henholdsvis stereodifferenssignalet S og en komprimeret version S' af stereodifferenssignalet, hvilken modtager omfatter: demultiplekserorganer til at udlede stereosumsignalet, stereodifferenssignalet S og det komprimerede stereodifferenssignal S1, KEN- 10 DETEGNET ved, at den yderligere omfatter et organ, der kan reagere pi såvel stereodifferenssignalet S som det komprimerede stereodifferenssignal S1 og ekspandere det komprimerede stereodifferenssignal S1 for at danne et støjdæmpet stereodifferenssignal med et amplitudeniveau i det væsentlige lig med .15 Λ det af stereodifferenssignalet S og dematrixermidler til at kombinere det støjdæmpede stereodifferenssignal med stereosumsignalet M for at danne venstre og højre kanals stereosignaler.

2. Modtager ifølge krav 1 KENDETEGNET ved, at ekspander- 20 midlerne omfatter: en første og en anden demodulator til separat at demodulere den første og den anden underbærebølge for at danne stereodifferenssignalet S og det komprimerede stereodifferenssignal S1, midler forbundne til at modtage og summere stereodifferenssig-25 nalet S og det komprimerede stereodifferenssignal S' til at danne sumsignalet (S + S') og ekspandermidler til at ekspandere sumsignalet (S + S*) for at danne det støjdæmpede stereodifferenssignal.

3. Modtager ifølge krav 2 til brug i et stereofonisk FM-radio-30 spredningssystem KENDETEGNET ved, at den første og den anden underbærebølge har samme frekvens og er faseforskudt med 90°, og at den højfrekvente bærebølge yderligere er moduleret med et pilottonesignal med en frekvens, som er det halve af underbærebølgernes frekvens, idet demultipleksermidlerne omfatter midler til at udlede 35 pilottonesignalet, og hvori en første og en anden demodulator er forbundet til at modtage pilottonesignalet. DK 164681 B 40

4. Modtager ifølge krav 1 til brug i stereofonisk FM-radio-spredning KENDETEGNET ved, at den første og den anden underbærebølge har samme frekvens og er faseforskudt 90°, og at den højfrekvente bærebølge yderligere er moduleret med et pilottonesignal 05 med en frekvens, som er det halve af underbærebølgernes frekvens, idet demultipleksermidlerne omfatter midler til at udlede pilottonesignalet, og hvori ekspandermidlerne omfatter: kvadraturdemodulatormidier forbundet til at modtage og reagere på pilottonesignalet til kvadraturdemodulering af stereodifferenssigna-10 let S og af det komprimerede stereodifferenssignal S' og frembringe et udgangssignal, som repræsenterer kvadratroden af summen af kvadraterne af signalerne S og S1 og ekspandermidler til at ekspandere udgangssignalet for at danne det støjdæmpede differenssignal.

5. Modtager ifølge krav 1 KENDETEGNET ved, at ekspander midlerne er adaptive og omfatter : en elektronisk styrbar indretning med variabel forstærkning, der har en indgangsterminal, en udgangsterminal og en styreterminal, 20 midler til at føre det komprimerede stereodifferenssignal S1 til indgangen på indretningen med variabel forstærkning og et styresignalgeneratororgan til at generere et styresignal i afhængighed af såvel det komprimerede stereodifferenssignal S1 som stereodifferenssignalet S og føre styresignalet til styreterminalen pi 25 indretningen med variabel forstærkning for at styre forstærkningen mellem ind- og udgang pi indretningen med variabel forstærkning til at have en værdi, som afhænger af styresignalets værdi.

6. Modtager ifølge krav 5 KENDETEGNET ved, at styresignal-generatororganet i ekspandermidlerne indeholder 30 midler omfattende et komparatororgan til dynamisk at sammenlig ne et signal, som er proportionalt med det pi udgangsterminalen af indretningen med variabel forstærkning frembragte signal med et signal proportionalt med stereodifferenssignalet S for at frembringe et fejlsignal, som er proportionalt med differenser mellem signalerne 35 S og S', og midler til behandling af fejlsignalet til frembringelse af styresignalet. DK 164681 B 41

7. Modtager ifølge krav 6 KENDETEGNET ved, at organet i-blandt ekspandermidlerne til at føre stereodifferenssignalet 5' til indretningen med variabel forstærkning omfatter midler til summering af stereodifferenssignalet S og det komprimerede stereodifferenssig- 05 nal S1 og føre det resulterende sumsignal til indgangsterminalen på indretningen med variabel forstærkning og at styresignalgeneratororganet omfatter et ensretterorgan til at gøre styresignalet til et jævnstrømssignal, der i det væsentlige følger de dynamiske variationer i det af komparatororganet frembragte 10 fejlsignal.

8. Modtager ifølge krav 7 KENDETEGNET ved, at ensretterorganet i styresignalgeneratororganet omfatter et første ensretterorgan, som kan reagere pi stereodifferenssignalet S til at frembringe et første ensrettet signal med et niveau 15 proportionalt med amplituden af, og som i det væsentlige følger dy namiske variationer i stereodifferenssignalet S og midler til at føre det første ensrettede signal til komparatororganet og et andet ensretterorgan, som kan reagere på det pi udgangs- 20 terminalen af indretningen med variabel forstærkning frembragte sig nal til frembringelse af et andet ensrettet signal med et niveau, som er proportionalt med amplituden af og i det væsentlige følger dynamiske variationer i udgangssignalet fra indretningen med variabel forstærkning og 25 midler til at føre det andet ensrettede signal til komparatoror ganet.

9. Modtager ifølge krav 8 KENDETEGNET ved, at styresignalgeneratororganet i ekspandermidlerne omfatter et komplekst integra-tororgan bestående af et netværk af signalveje med forskellige tids- 30 konstanter til modificering af styresignalet for at minimere program-moduleret støj ved hurtige niveauforandringer i signalerne S og S1.

10. Modtager ifølge krav 9 KENDETEGNET ved, at det komplekse integratororgan omfatter et enkelt integrator kredsløb med en indgang forbundet til at modtage fejlsignalet fra komparatororganet 35 og med en udgang forbundet til styreindgangen på indretningen med variabel forstærkning. DK 164681 B 42

11. Modtager ifølge krav 9 KENDETEGNET ved, at det komplekse integratororgan omfatter: et første integratorkredsløb med en indgang forbundet til at modtage det første ensrettede signal og med en udgang forbundet 05 til komparatororganet og et andet integratorkredsløb med en indgang forbundet til at modtage det andet ensrettede signal og en udgang forbundet til komparatororganet.

12. Modtager ifølge krav 7 KENDETEGNET ved, at stereodiffe- 10 renssignalet S føres direkte til komparatororganet, idet ensretterorganet i styresignalgeneratororganet omfatter en enkelt ensretter, der kan reagere på fejlsignalet til frembringelse af et ensrettet fejlsignal med et niveau proportionalt med amplituden af, og som i det væsentlige følger dynamiske variationer i fejlsigna-15 let og hvori styresignalgeneratororganet yderligere indeholder komplekse integratormidler bestående af et netværk af signalveje med varierende tidskonstanter til modificering af det ensrettede fejlsignal til at frembringe styresignalet.

13. Modtager ifølge krav 5 KENDETEGNET ved, at midlerne i ekspanderorganet til at føre det komprimerede stereodifferenssignal S* til indretningen med variabel forstærkning omfatter midler til at summere stereodifferenssignalet S og det komprimerede stereodifferenssignal S' og føre det resulterende sumsignal til indgangstermi-25 nalen på indretningen med variabel forstærkning og hvori styresignalgeneratororganet omfatter et komparatororgan til dynamisk at sammenligne et signal, som er proportionalt med sumsignalet, med et signal, som er proportionalt med stereodifferenssignalet S, til frembringelse af et fejlsignal, som er proportionalt med 30 forskelle mellem signalerne S og S', og midler til behandling af fejlsignalet for at frembringe styresignalet.

14. Modtager ifølge krav 13 KENDETEGNET ved, at styresignalgeneratororganet i ekspandermidlerne yderligere indeholder 35 et første ensretterorgan, der kan reagere på stereodifferens signalet S til frembringelse af og overføring til komparatororganet af et første ensrettet signal med et niveau proportionalt med ampli DK 164681 B 43 tuden af, og som i det væsentlige følger dynamiske variationer i ste-reodifferenssignalet S, et andet ensretterorgan, som kan reagere på sumsignalet til frembringelse af og overføring til komparatororganet af et andet ens-05 rettet signal med et niveau proportionalt med amplituden af, og som i det væsentlige følger dynamiske variationer i sumsignalet og hvori midlerne til behandling af fejlsignalet indeholder et inte-gratororgan bestående af et netværk af signalveje med forskellige tidskonstanter.

15. Modtager ifølge krav 14 KENDETEGNET ved, at fejlsignal behandlingsmidlerne yderligere indeholder kredsløbsorganer til at modificere udgangssignalet fra integratororganet til at frembringe et styresignal, som er tilpasset forstærkningskarakteristikkerne i elementet med variabel forstærkning.

16. Modtager ifølge krav 9 KENDETEGNET ved, at midlerne til at føre stereodifferenssignalet S til det første ensretterorgan indeholder et første filterorgan for til det første ensretterorgan at overføre et udvalgt frekvensbånd fra differenssignalet S og hvori midlerne til at overføre udgangssignalet fra indretningen 20 med variabel forstærkning til det andet ensretterorgan indeholder et andet filterorgan med i det væsentlige samme gennemgangskarakteristik som det første filterorgan for at koble det udvalgte frekvensbånd af udgangssignalet til det andet ensretterorgan.

17. Modtager ifølge krav 1 til 16 KENDETEGNET ved, at mod- 25 tageren yderligere omfatter et omkoblingsorgan forbundet til dematrixorganet og manøvrerbart til alternativt at forbinde stereodifferenssignalet S fremfor det støjdæmpede differenssignal til dematrixmidlerne for at sætte modtageren i stand til at gengive sædvanlige tokanals stereofoniske radio-30 udsendelser.

18. Tokanals FM-radiotransmissionssystem til at transmittere stereofonisk samhørende venstre og højre kanalssignaler, hvilket sy-stem omfatter: i senderen 35 matrixmidler til at kombinere det venstre og det højre stereoka nalssignal for at danne et sumsignal M svarende til summen af venstre og højre kanalssignalerne og et stereodifferenssignal S, som svarer til differensen mellem venstre og højre kanalsignalerne, DK 164681 B 44 et kompressororgan forbundet til matrixorganet til at komprimere differenssignalets S dynamiske omfang til frembringelse af et komprimeret stereodifferenssignal S', som er komprimeret i henhold til en ønsket kompressionsformel 05 et generatororgan til at generere to underbærebølger med sam me frekvens og 90° faseafstand og et pilottonesignal med en frekvens, som er det halve af underbærebølgernes frekvens, et modulatororgan forbundet til generatororganet, idet kompressororganet og matrixorganet til at amplitudemodulere underbærebøl-10 gerne med henholdsvis stereodifferenssignalet S og det komprimerede stereodifferenssignal S', for at danne to sidebåndssignaler med undertrykt bærebølge, idet frekvensen af underbærebølgerne er tilstrækkelig høj til at sikre et frekvensmellemrum mellem de laveste sideband af de modulerede underbærebølgesignaler og frekvensbånd-15 ' bredden af sumsignalet M, idet pilottonesignalets frekvens ligger i dette mellemrum og et frekvensmoduleringsorgan forbundet til at frekvensmodulere de modulerede underbærebølgesignaler, pilottonesignalet og sumsignalet M på en høj'frekvent bærebølge med henblik på at udsende den-20 ne til en eller flere fj'erntbeliggende modtagere og i modtageren, et udledningsorgan til at modtage den frekvensmodulerede højfrekvente bærebølge og udlede sumsignalet M og de amplitudemodulerede underbærebølger, som er modulerede med henholdsvis stereodif-25 ferenssignalet S og det komprimerede stereodifferenssignal S1, KENDETEGNET ved, at modtageren yderligere omfatter midler omfattende et demodulatororgan til at kombinere og demo-dulere det amplitudemodulerede underbærebølgesignal til at frembringe et kombineret signal og til at ekspandere det kombinerede signal 3Q for at danne et støjdæmpet stereodifferenssignal med et amplitudeniveau, som er i det væsentlige lig med det af stereodifferenssignalet S og dematrixmidler forbundet til at modtage og kombinere det støjdæmpede differenssignal med sumsignalet M for at danne venstre og 35 højre kanals stereofoniske signaler.

19. Tokanals FM-radiotransmissionssystem ifølge krav 18 KENDETEGNET ved, at demodulatororganet omfatter en første og en an- LMV IOH-OO I D 45 den demodulator for at demodulere hver sin af de amplitudemodulerede underbærebølger for at udlede stereodifferenssignalet S og det komprimerede stereodifferenssignal S', idet kombineringsmidlerne omfatter midler til at-summere stereo-05 differenssignalet S og det komprimerede stereodifferenssignal S1 til at frembringe et sumsignal (S + S') og idet midlerne til ekspansion omfatter en ekspander til at ekspandere sumsignalet (S +S‘) for at danne det støjdæmpede stereodiffe-renssignal.

20. Tokanals FM-radiotransmissionssystem ifølge krav 18 KEN DETEGNET ved, at kompressoren i senderen har en kompressions karakteristik med enhedshældning for indgangssignaler op til et forud-fastlagt indgangssignalniveau, og som har uendelig hældning for indgangssignaler over det forudfastlagte niveau.

21. Tokanals FM-radiotransmissionssystem ifølge krav 18 KEN DETEGNET ved, at kompressoren i senderen har en kompressionskarakteristik med enhedshældning for indgangssignalniveauer op til et første forudfastlagt niveau og en svagt negativ hældning for indgangssignalniveauer, som er større end det første forudfastlagte ni-20 veau og mindre end et andet højere forudfastlagt niveau. 25 30 35