专利名称:调幅式立体声接收机中的可控混合的制作方法
本发明涉及调幅式立体声接收。具体地说是涉及根据某些信号条件进行逐次混合功能的设备。
在AM立体声系统中(本发明就是为该系统设计的)。发送和接收的信号可以用下面的公式来表达(1+L+R)cos(Wct+φ)其中L和R为传送信息的信号，Wc表示载波的频率，φ为一正切值等于〔(L-R)/(1+L+R)〕的角度。上述的信号和采用该信号的系统在已转让给同一受让人的美国专利第4，218，586号中得到了描述，在这里是被作为参考。对本发明而言，只要用一个校正信号就能从接收或检波信号中恢复出原始的L和R信号，下面将看到L和R可以表示希望在一个载波信号上传输的任何两个信息信号。在通常的使用场合下，它们表示由两个分开的话筒或类似装置产生的左、右立体声信号。
在现有技术，特别是在FM(调频)立体声接收领域中，已有许多不同种类的电路能在接到的信号质量不符合要求时实现从立体声接收到单声道接收的变换。在FM广播中，例如当发射的信号因受多路径接收或其它台干扰的严重影响而变得带有异常的噪声和/或失真时，就需要混合功能。由于FM立体声信号与单声道信号相比有23dB的固有衰减，因此接收一个带有大量噪声的微弱信号时，单声道接收比立体声接收更合乎要求。在第3，825，677号美国专利中混合控制信号是通过检测38KHz的解调信号和19KHz的导频信号之间的相位差而引出的。当上述相位差超过某个预定值时，这个控制信号便使L、R两个输出端之间实现连接，这个控制信号实现向单声道工作变换时很快，而变回立体声工作时则是逐渐的。
在另一个美国专利第4，379，208号中，混合控制与接收机中的AM立体声导频信号指示器结合在一起，在那里当导频信号丢失，接收机失调或接收信号极弱时，混合就起作用。
本发明的一个目的就是为AM立体声接收机特别是在信号条件达不到最佳时提供可能有的最佳质量的信号。
本发明的一个更具体的目的是以最不易为听众所察觉的变化来优化信号。
本发明的另一个目的是以最少的元件和适合于使用集成电路的形式来提供这些信号。
根据本发明使用一个电路去检测作为过调制的证据的同相信号，就可能实现本发明的上述目的和其他一些目的。当达到第一个预定的过调制电平时就逐渐减小用来消除接收信号中的余弦因子的校正信号，直至最终完全取消，当过调制电平超出第二个预定值时。(L-R)信号也被逐渐减小。在极端情况下，(α-R)信号被完全消除掉，只留下末经校正的单声道信号，这是这种情况下的最佳信号。当接收信号质量改善时，这个过程就以为听众最小可能觉察的方式逐步地反向执行。
图1是本发明的一个实施例的方框图。
图2是关于图1实施例的控制电压图。
图3是图1所示实施例的一部分的电原理图。
图1中的方框图表示了一架典型的AM立体声接收机的一部分，其中广播信号由天线10接收。申明一点，不管是这里画出的接收机还是使用的特定信号都不应被视为是对本发明的限制。正如上面提到的那样，图中所示接收机收到的信号可用下列公式来表达(1+L+R)cos(Wet+φ)其中L和R为信息信号，We表示载波频率，φ为正切值等于〔(L-R)/(1+L+R)〕的角度。对射频(RF)信号以通常的方式进行检波，混频和放大(射频/中频/混频级未在图中画出)。把中频信号送入一包检波器14，该检波器的输出为1+L+R，这是正常的单声道信号，这个输出信号被送至矩阵变换电路16和比较器18。中频信号还被送至分频器20的第一输入端上，分频器20的第二输入端接受比较器18的输出。正象下面会看到的那样，这个分频器20将执行余弦校正功能。它的分频输出送至同相(或称Ⅰ)检波器22，检波器22的输出通到比较器18的第二输入端。比较器18把包络信号和同相信号加以比较，这两个信号的差值信号，即“误差”信号就是余弦校正信号。这个校正信号一旦回送至分频器20，就会使分频器的输出得到“校正”。“校正”这个词用在这个典型的接收机中时意思是从分频器20的输出信号中去掉φ角的余弦(cosφ)这个因子。下面将看到根据本发明这个校正功能是可以控制的。
分频器20的输出还送至L-R(或称Q)检波器24的一个输入端。L-R检波器24的正常的已校正输出为L-R，这个信号送入矩阵变换电路16。众所周知，矩阵电路的正常输出为两个原始信息信号L和R。
I检波器22的输出信号还送至第二比较器26中，这个第二比较器26有一个第二输入端或称之基准输入端28。基准输入端上的输入信号等于Ⅰ检波器的零(振幅)载波直流电平。比较器26是一个双输出比较器，它把输入信号I和基准输入信号相比较，只要过调制超过4%，比较器26就在输出端30上提供一个第一输出信号。引起发生过调制的原因有噪声或干扰信号等好几种。如果信号I的过调制电平达到10%，在第二输出端32上就会有第二输出信号。因此，这个双端比较器26的输出信号是由一些很短的尖峰信号组成的，在每次参考电平被超过时就出现一个点峰信号。输出端30上的输出信号被送至一锁存电路34，这个电路对于来自输出端30的两个尖峰信号都产生一个相对宽的脉冲。输出端32上的信号送至锁存电路36，这个电路也是用来提供宽脱冲。锁存电路34、36由一低频时钟脉冲源38同步或复位，在本实施例中，这个时钟信号可以是接收机中有的25Hz的导频信号。在本发明的其他应用场合，任何合适的低频信号都可以作为时钟信号输入。
锁存电路34的输出信号通过电子开关40送出，另一锁存电路36的输出信号则通过另一电子开关42送出。电子开关40和42的输出合并起来控制陷流电路或称“拉曳(Pull-down)”电路44。这个陷流电路与一电流源或称“上牵(Pull-up)电路46相连，这两个电路的连接点与“混合”电容48相连。电容48的另一端接地或接其它基准电平。现在就可以看出，来自比较器26的每一个输出脉冲或尖峰信号只使混合电容器48产生轻微的放电。由于有一个小而稳定的电流供电容器恢复电荷，因此，其平均电压是接收到的信号质量的一种指示，举例来说，送至电容器的电流可以是0.001mA，而每个放电脉冲为0.5mA。
混合电容器48上的电压被送至控制电路50(见图1)，控制电路50就其功能而言由52和54两部分构成，控制电路52最好为一数字控制电路，它的两个输出去回控开关40、42。当混合电容器48上的电压低于第一个预定值时，开关40断开;而当混合电容的电压上升到第一个预定值之上时，开关40再次闭合。如该电容器的电压低于第二个预定值时，开关42断开，并使锁存电路3b断开，直至混合电容器48上的电压上升到足以闭合开关42为止。这种工作情况不断地进行下去，直至调制状况恢复正常为止。在本实施例中，电容48上的电压不能允许无限止地下降，这是因为与这个电容电压相连的还有接收机中的其他功能电路，它们会受到极低压的不利影响。开关40、42将使电容48上的电压维持在一个最低电平上。
控制电路部分54最好是一种线性控制电路，它有两路输出，每一路输出响应于电容48的不同电压值。有关的电压值将根据图2在下面讨论。其中，一路送至比较器18的一个控制输入端，用来把反馈至分频器20的cosφ信号减小，甚至可能干脆关断。还有一路输出送至L-R检波器24，用来把送至矩阵电路的L-R信号减小或者关断。这样，当过调制量增加时，首先使校正量减小，直至完全关断，接着使差值信号L-R逐渐减小，直至最后关断。在最后一点上，接收机的工作模式已差不多难以察觉地从“校正”变成“不校正”，从立体声变成了单声道工作。这多种工作模式中的每一个都为相应的接收到的信号产生出最佳输出信号。
图2根据本实施例中混合电容器48上的电压说明本发明的工作情况。为清楚起见，本图只表示了一种实验室条件，即在电路48上加上一个逐渐减小的受控电压源。应该理解的是实际电压并不象这样沿着一条直线变化，而是每次检测到过调制电压就下降一个很小的增量，然后就象在正常的调制条件下电容重新充电那样，电压又慢慢上升。
在正确地调谐至一个立体声电台并且没有过调制存在时，混合电容48上的电压将稳定在3.6伏，这时实际上是全cosφ校正和完全立体声接收。当出现过调制时，电容上的电压下降。当电压下降到3.0伏这一点时，余弦校正将开始关闭，工作状况开始发生变化。当电压下降到2.5V这一点时，不再有余弦校正而差信号L-R开始缩小。在电压继续下降至2.0V这一点时，送入矩阵电路16的只有单声道信号(L+R)，矩阵电路的两个输出也均为L+R。这种工作状态将继续下去。直至电容48的电压下降至一个极限值时。
原理图图3表示出了图1中的控制电路50的一个实施例。混合电容48的电压(正常情况下近似为3.6V)经输入端60耦合至晶体管T1的基板，晶体管T2的基板接至一个接有3V基准电压的基准端64。晶体管T3的基板从端口62取得1V的偏置电压，T3通过T1经端口66提供给比较器电路18的所有电流，比较器18正常地处于最大增益状态。当由于检测到过调制而使电容48的电压下降至3V以下时，流过T4的电流也下降，从而使比较器18的的增益下降，分频器20中的余弦校正量也下降。
当晶体管T4的基板接至3.6V的比容器48的电压时，其发射极的电位为4.3V，晶体管T5的基板电压也是这个电压(4.3)。晶体管T6提供的电流通过T5耦合至晶体管T7的一个二极管部分，这个电流在晶体管T7的第二集电极电路和电阻R1上反映出来，为此在反相器71输入端上有逻辑高电平，因而其输出端72为低电平，这个低电平被用来控制开关42，从而使开关42处于闭合状态，直至达到10%的过调制点时。在这个电路的另一边中，当电容器48的电压下降时，电流开始沿晶体管T8及由晶体管T0、T10形成的β倍增二极管流动。
与晶体管T8的电流完全一致的电流被晶体管T11的一个集电极电路和它的负载电阻R2反映出来。T11的第二集电极电路与二极管C1和电阻负载R3相连并与晶体管T12的基板相连，T12决定驱动L-R检测器24的直流偏置电平。当电容48上的电压为3.6伏时，电阻R2和R3上的电压均为零伏。在严重过调制的条件下，如果电容48上的电压下降至2.5V，则R2两端的电压达0.7V，开关40断开。在(2.5V)这一点上，T12的基板电压开始在端口76提供使L-R检测器24的电流减小的输出。假设过调制进一步加剧，电容电压将下降至2V以下，L-R检测器驱动电流将减小至零，从而导致完全的单声道工作。
这样，我们已经展示和描述了一种用于调幅式立体声接收机的控制电路，这种控制电路检测接收信号中的过调制并作出适当的反应首先减小校正电路中的余弦校正量，然后，如过调制量进一步增加，就减小差信号的电平。对本发明还能作其它变化和改进，并试图把它们都包括在后面的权项范围之中。
权利要求
1.一种调幅式立体声接收机，其特征在于·输入装置，该输入装置可有选择地接收调幅立体声信号，而该立体声信号由被两个信号(一个同相，一个正交)所调制的载波组成；·幅度检波装置，该装置与上述输入装置相连，它用来引出一个与上述载波上的同相调制有关的信号；·比较装置，该装置与上述检波装置相连，它用来检测上述输入信号中的过调制电平，并据此提供一个输出信号；·存贮装置，该装置与上述比较装置相连，它用来存贮一个根据比较装置的输出信号而变化的电压。·控制装置，该装置与上述存贮装置相连，它用于逐次地控制上述立体声接收机的至少一个功能。
2.一种如权利1中的调幅式立体声接收机，并包括提供用于解调上述输入信号的校正信号的装置，上述控制装置中包括能根据上述存贮电压改变上述校正信号的电平的装置。
3.一种如权项2的调幅式立体声接收机，其中的控制装置还进一步包括能在上述存贮电压的预定电平上消除上述控制信号的装置。
4.一种如权项1的调幅式立体声接收机，包括一个第二检波装置，它用来引出有关上述载波的正交调制的第二信号，其中的控制装置包括能根据上述存贮电压改变上述第二信号的电平的装置，接收机还进一步包括对来自上述第一、第二检波装置的信号进行矩阵变换的装置。
5.一种如权项4的调幅式立体声接收机，其中的控制装置包括能根据上述存贮电压的预定电平消除上述第二信号的装置。
6.一种如权项1的调幅式立体声接收机，其中所述比较装置在每次检测到过调制超过第一预定电平时就在第一输出端提供一个输出脉冲，上述的第一输出端与上述存贮装置相连。
7.一种如权项6的调幅式立体声接收机，其中所述比较装置在每次检测到过调制超出第二预定电平时就在第二输出端上提供一个输出脉冲，上述的第二输出端和上述存贮装置相连，且与上述第一输出端分开。
专利摘要
本发明涉及调幅立体声接收机的可控混合，通过检测同相信号作为过调制的证据。当达到第一个预定的过调制电平时，就逐渐减小用来消除接收信号中的余弦因子的校正信号，直至最终完全取消。当过调制超出第二个电平时，(L—R)信号也被逐渐减小。在极端情况下，(L—R)信号被完全消除掉，只留下未经校正的单声道信号。这个过程是以最不易为听众察觉的方式进行的。当接收信号质量改善时，这个过程就又以最不易为听众察觉的方式反向地执行。
文档编号H04H1/00GK87102461SQ87102461
公开日1987年12月23日 申请日期1987年4月1日
发明者罗伦斯·马尔文·埃克仑德 申请人:莫托罗拉公司导出引文BiBTeX, EndNote, RefMan