0.1 Tonteil. Gewinnung der Ton-Differenzfrequenzen

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Kora Grosse
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0.1 Tonteil Bevor auf Einzelheiten der Ton-ZF-Verarbeitung eingegangen wird, ist es notwendig, auf die Unterschiede zwischen Schwarz-Weiß- und Farbfernseh-Empfängern in der Signalweiterleitung

Geschieht dies nicht, kommt es zu Störungen des Bildes (moirè) durch die Differenzfrequenz von Bild-ZF (38,9 MHz) und Farb-ZF (34,47 MHz).

Vor allem bei Schwarz-Weiß-Fernsehgeräten erfolgt diese Mischung in der Regel im Videodemodulator (vgl. S. 243).

Dieses Verfahren, das sogenannte Quasi-Paralleltonverfahren (vgl. S. 234), wird vor allem bei Farbfernseh-Geräten mit Stereo-Tonteil angewendet (Abb. 3).

1 0.1 Tonteil Bevor auf Einzelheiten der Ton-ZF-Verarbeitung eingegangen wird, ist es notwendig, auf die Unterschiede zwischen Schwarz-Weiß- und Farbfernseh-Empfängern in der Signalweiterleitung hinzuweisen. Bei Schwarz-Weiß-Geräten (Abbildung 1) ist es erforderlich, noch vor der ZF-Verstärkung und der Video-Demodulation die Farb-ZF (34,47 MHz) zu unterdrücken. Geschieht dies nicht, kommt es zu Störungen des Bildes (moirè) durch die Differenzfrequenz von Bild-ZF (38,9 MHz) und Farb-ZF (34,47 MHz). Gewinnung der Ton-Differenzfrequenzen Die Ton-Differenzfrequenz entsteht durch Mischung von Bild-ZF und Ton-ZF. Vor allem bei Schwarz-Weiß-Fernsehgeräten erfolgt diese Mischung in der Regel im Videodemodulator (vgl. S. 243). Um gegenseitige Störungen von Bild und Ton weitgehend zu vermeiden, wird immer häufiger eine getrennte Mischstufe für die Erstellung der Ton- Differenzfrequenz eingesetzt. Dieses Verfahren, das sogenannte Quasi-Paralleltonverfahren (vgl. S. 234), wird vor allem bei Farbfernseh-Geräten mit Stereo-Tonteil angewendet (Abb. 3). Abbildung 1: Signalweiterleitung bei Schwarz-Weiß-Geräten Die Ton-Differenzfrequenz von 5,5 MHz wird über ein Filter zur Verstärkung und zur Demodulation weitergeleitet. Bei Farbfernseh-Geräten entfällt der Saugkreis von 34,47 MHz. Das Farbart-Signal, das zur Wiedergewinnung der Farbdifferenz-Signale benötigt wird, wird über einen 4,43-MHz- Bandpass ausgekoppelt (Abb. 2). Um das Y- Signal ohne Farbart-Signal (F-Signal) zu erhalten, wird das F-Signal mit einem 4,43-MHz- Saugkreis unterdrückt. Die 1. Ton-Differenzfrequenz von 5,5 MHz wird auch hier mit einem Keramikfilter ausgekoppelt. Bei Stereo-Geräten erfolgt zusätzlich die Auskopplung der 2. Ton-Differenzfrequenz von 5,742 MHz. Abbildung 3: Gewinnung der Ton- Differenzfrequenz nach dem Quasi- Paralleltonverfahren Die Ton-ZF wird dabei noch vor dem ZF-Filter oder dem ZF-Verstärker ausgekoppelt. Durch einen auf 33,4 MHz abgestimmten Sperrkreis kann die Ton-ZF vor dem Videodemodulator unterdrückt werden. Es kommt dadurch zu keinen unerwünschten Mischprodukten am Demodulator und damit zu keinen Störungen des Bildes durch den Ton. Über Sperrkreise können die Störfrequenzen von Nachbarbild und Nachbarton unterdrückt werden (31,9 MHz und 40,4 MHz). Bei Verwendung eines OFW-Filters mit zwei Ausgängen (Abbildung 4) wird die Ton-ZF durch die Form der Durchlasskurve am Bild-ZF-Ausgang" unterdrückt (vgl. S. 235). Abbildung 2: Signalweiterleitung bei Farbfernseh-Geräten Abbildung 4: Auskopplung der Ton-ZF mit Doppel-OFW-Filter

Der für den FM-Demodulator notwendige Demodulator-Schwingkreis wird mit einem Keramikschwinger realisiert. Die anschließende zweite integrierte Schaltung, z.b.

2 Verstärkung und Demodulation Wenn im Tonteil integrierte Schaltungen eingesetzt werden, findet man häufig zwei IC's. In einem IC, z.b. TBA 120T (Abbildung 5), befindet sich der Differenzfrequenz-Verstärker, der FM-Demodulator und der bzw. die NF- Vorverstärker. Der für den FM-Demodulator notwendige Demodulator-Schwingkreis wird mit einem Keramikschwinger realisiert. Die anschließende zweite integrierte Schaltung, z.b. TBA800 oder TDA 1037, enthält einen NF- Vorverstärker, eine Treiberstufe und die NF- Endstufe. Bei Geräten mit getrennter Bass- und Höheneinstellung kann zwischen die beiden oben genannten IC's eine integrierte Schaltung zur Klangeinstellung eingesetzt werden (z.b. TDA4290, Abbildung 6). Signalwege beim Stereo-Tonteil (Decoder) Geht man davon aus, daß im ZF-Teil zunächst keine Kanaltrennung für die NF erfolgt, so werden in Geräten mit Stereo-Tonteil Zusatzfunktionen benötigt. Diese sind: Tondifferenzfrequenz-Verstärker für 5,742 MHz, Decoder zur Erkennung und Demodulation des Pilotträgers, Matrix und NF-Umschalter. Aus Abbildung 7 ist zu entnehmen, dass die aus dem OFW-Filter (hier mit zwei Ausgängen) ausgekoppelten Zwischenfrequenzen 38,9 MHz, 33,4 MHz und 33,158 MHz zunächst verstärkt und anschließend in einer Mischstufe in die Differenzfrequenzen 5,5 MHz (DF1) und 5,742 MHz (DF2) umgesetzt werden. Über das 5,5-MHz-Filter und eine Begrenzerstufe gelangt die DF1 an den FM- Demodulator, von dem das NF-Signal ( an die Matrix weitergeleitet wird. R L 2 ) Über das 5,742-MHz-Filter und den Tondifferenzfrequenz-Verstärker gelangt die DF2 an den zweiten FM-Demodulator mit Begrenzer. Die wiedergewonnene NF2, also das R-Signal, wird ebenfalls auf die Matrix gegeben. Nach der Demodulation von DF2 steht auch Abbildung 5: Vereinfachtes Blockschaltbild des TBA 120T (Ton) Abbildung 6: Vereinfachtes Blockschaltbild des TDA 4290 (elektronischer Einsteller)

Zweitonsendungen notwendigen Stufen wieder der Pilotträger mit 54 khz zur Verfügung, der anschließend im selektiven Pilotverstärker verstärkt wird.

Je nach Tonübertragung (Mono, Stereo oder Zweiton) liefert der Schaltercoder unterschiedliche Spannungen an den Schalterdecoder, der die Information an die Matrix und an den Analogschalter weitergibt.

3 Zweitonsendungen notwendigen Stufen wieder der Pilotträger mit 54 khz zur Verfügung, der anschließend im selektiven Pilotverstärker verstärkt wird. Um die Zusatzinformationen für Zweiton (274,1 Hz) bzw. Stereo (117,5 Hz) zu erhalten, erfolgt nach der AM-Demodulation des Pilotträgers eine Aufspaltung mit Hilfe von Bandpässen. Je nach Tonübertragung (Mono, Stereo oder Zweiton) liefert der Schaltercoder unterschiedliche Spannungen an den Schalterdecoder, der die Information an die Matrix und an den Analogschalter weitergibt. Mono: Die Matrix erhält nur die NF1. Der Analogschalter gibt das Mono-Signal auf beide Kanäle (L und R). Zweiton: Abbildung 7: Vereinfachtes Blockschaltbild für die zum Empfang von Stereo- bzw. Auch hier erfolgt keine Matrizierung. Die Signale NF1 und NF2 werden über die Matrix direkt an den Analogschalter gegeben. Über den Schalter S1 kann entweder NF1 oder NF2 auf beide Kanäle (L und R) gegeben werden. Stereo: R L Die Signale NF1 ( 2 ) und NF2 (R) werden in der Matrix zusammengeführt. Die Informationen L und R werden über den Analogschalter direkt weitergegeben. Der Schalter S1 ist offen. Auch die in Abbildung 7 dargestellten Stufen sind in integrierten Schaltungen zusammengefasst. So enthält z.b. der TDA 4282 (Abbildung 8) einen ZF-Verstärker, die Mischstufe zur Erstellung der DF1 und DF2, den FM-Demodulator für die DF1 sowie einen NF- Vorverstärker mit der Möglichkeit zur Lautstärkeneinstellung. Die zweite DF mit 5,742 MHz wird ausgekoppelt und dem Decoder-IC (z.b. TDA 4940, Abbildung 9) zugeführt. Abbildung 8: Vereinfachtes Blockschaltbild des TDA 4282 (Verarbeitung der NF1)

Abbildung 9: Vereinfachtes Blockschaltbild des TDA 4940 (Decoder, NF2) Abbildung 10: Vereinfachtes Blockschaltbild des Matrix-IC's TDA 4942 Die Auswertung der Senderkennung erfolgt mit Hilfe eines

Stereo-Kennfrequenz: 117,5 Hz 15625 Hz: 133 = 117,5 Hz Zweiton-Kennfrequenz: 274,1 Hz 15625 Hz:57 = 274,1 Hz Ein integrierter Oszillator (VCO) erzeugt eine Frequenz von 437,5 khz.

4 Abbildung 9: Vereinfachtes Blockschaltbild des TDA 4940 (Decoder, NF2) Abbildung 10: Vereinfachtes Blockschaltbild des Matrix-IC's TDA 4942 Die Auswertung der Senderkennung erfolgt mit Hilfe eines Regelkreises nach dem PLL-Prinzip. Von Bedeutung ist dabei, dass die Kennfrequenzen direkt mit der Zeilenfrequenz verkoppelt sind. Stereo-Kennfrequenz: 117,5 Hz Hz: 133 = 117,5 Hz Zweiton-Kennfrequenz: 274,1 Hz Hz:57 = 274,1 Hz Ein integrierter Oszillator (VCO) erzeugt eine Frequenz von 437,5 khz. Für die Regelung des Oszillators wird die Frequenz im Verhältnis 28:1 heruntergeteilt, also auf die Zeilenfrequenz von Hz. Diese wird im Phasendetektor mit extern zugeführten, zeilenfrequenten Impulsen verglichen, wobei im Falle einer Abweichung eine Regelspannung für den VCO erstellt wird. Auch die für die Demodulation des Pilottons notwendige Frequenz von 54 khz sowie die für die Auswerteschaltung erforderlichen Frequenzen von 117,5 Hz und 274,1 Hz werden durch entsprechende Teilung der Oszillatorfrequenz von 437,5 khz erzeugt. Die beiden NF-Signale gelangen in die Matrix

5 der integrierten Schaltung von Abbildung 10. Die Umschaltung wird durch eine Spannung an Anschlus 15 vorgenommen. Sie wird im Decoder-IC erzeugt (Anschluss 6, Abbildung 9). Aufgaben zu Auf welche Weise werden Ton- Differenzfrequenzen erzeugt? 2. Erklären Sie den Unterschied zwischen Stereo-Empfang und Zweitonempfang! 3. Welche Aufgaben haben die Begrenzer in Abbildung 7? 4. Welche Aufgabe hat der VCO in Abbildung 9? 5. Welche Empfangszustände werden durch die beiden Leuchtdioden in Abbildung 10 angezeigt? 6. Welche Aufgabe hat der Analogschalter in Abbildung 10? 7. Erklären Sie die grundsätzliche Wirkungsweise elektronischer Einsteller! 8. Welche Aufgabe hat der Demodulatorschwingkreis beim FM-Demodulator?

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