CN201286097Y - 一种多功能多媒体无线播放系统 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开了一种多功能多媒体无线播放系统，包括采用2.4GHz ISM频段技术的信号发射装置和与之相对应的信号接收装置，由于本方案是采用一种2.4GHz无线收发系统，采用存储转发的数据传输格式和自动跳频抗干扰模式，数据传输速率为1.5Mbps，输出功率为18dBm，视距传输距离超过100米，因此实现了一种低成本、低功耗、高传输速率、高品质及较远的无线传输距离的多媒体无线播放系统，同时，由于集成了USB接口、SD卡接口、光碟机芯接口和ipod接口，以及收音接收单元，实现了一机多用的多功能目标。

Description

一种多功能多媒体无线播放系统

技术领域

本实用新型涉及一种媒体播放系统，尤其涉及一种多功能多媒体无线播放系统。

背景技术

多媒体播放系统，作为丰富人们文化生活的一种家电产品，已经越来越在生活中不可或缺，媒体播放系统也经历了电子管时代、晶体管时代和集成电路时代，媒体载体也从记录模拟信号的磁带过渡到记录数字信号的CD、DVD和数字存储器等，数字信号也由原来的1Bit发展到现在的20Bit和24Bit，但是这些信号经过媒体播放机解码、放大之后，都需要经过音频、视频电缆与音箱和电视机或者其它显示终端设备连接，电缆很多且长，错综复杂，很不美观，甚至需要进行预埋布线，虽然美观一些，但是也有移动不便、维护困难的弊端。随着无线传播科技的发展，这些科技成果也逐步应用到媒体播放领域，由于大部分无线频段都属于政府控制，不能应用于ISM和消费领域，只有少量的RF频谱留给ISM和消费领域应用而无需申请许可证，因此，无线传输在消费型领域的发展也局限于这些频段。在多媒体播放领域的无线传输，主要有以下三种：(1)低频传输系统：亦称为电磁感应式传输系统，是在听音范围内设环形线路，用大功率音频放大器馈电，产生较强的音频电磁场。听众使用由输入铁芯线圈和放大器推动的耳机收听。这种系统简单价廉，但音质和稳定性较差。由于低频电磁场能穿透一般建筑物，因而保密性较差，因此适合博物馆、科技馆和某些大型会议展览中心需要多个分会场同时使用同一套传输系统这种特殊情况使用，在个人消费及对信号质量和保密性要求较高的领域都难以应用。(2)红外传输系统：红外线(IR)是指波长超过红色可见光的电磁辐射，其频率在2MHz以上。红外线不能穿透墙壁，因此保密性佳，并能抵御无线电干扰和窃听，性能稳定且音质较佳，但是其不能穿透障碍物和需要定向传输的特性，以及其目前传输速率较低使其在多媒体无线传输领域的应用不具有优势。(3)Bluetooth(蓝牙)技术：Bluetooth是一项由蓝牙专业组(SIG)制定的用于无线个人区域网络(WPAN)的新标准。Bluetooth是一种采用2.4GHz ISM频段的跳频协议。其保密性和传输速率都有不错表现，但由于其成本昂贵和功耗较大，使其在消费领域的应用受到制约。另外，随着媒体存储载体的样式增加，使得人们经常拥有五花八门的多种多媒体播放设备，造成管理和使用的不便。

实用新型内容

为了解决上述问题，本实用新型的目的是提供一种低成本、低功耗、高品质的多功能媒体无线播放系统，它输速率高且传输距离远。

为了达到上述目的，本实用新型所采用的技术方案是：一种多功能多媒体无线播放系统，包括采用2.4GHz ISM频段技术的信号发射装置和与之相对应进行信号无线连接的信号接收装置，其中，所述信号发射装置的核心元件是2.4GHz ISM频段发射芯片，所述发射芯片内部设有相串联的信号调制电路和发射电路；所述信号接收装置的核心元件是2.4GHz ISM频段接收芯片，所述接收芯片内部设有相串联的接收电路和信号解调电路。

其中，所述信号接收装置包括：用于接收并解调无线信号的2.4GHz无线传输接收单元、与2.4GHz无线传输接收单元电连接并对其输出的信号进行数模转换以及音量控制的DAC与音量控制单元、与DAC与音量控制单元电连接并对其输出信号进行功率放大的数字功放单元和为各电路单元提供不同等级电压供电的电源管理系统。

其中，所述信号接收装置还包括：与所述2.4GHz无线传输接收单元、DAC与音量控制单元和数字功放单元电连接并对它们进行控制的微控制MCU单元以及与微控制MCU单元电连接并对其控制和显示相关参数的LED面板控制单元。

其中，所述信号发射装置包括：从媒体载体上读取并解码的解码伺服播放单元、与解码伺服播放单元电连接的输入选择音调控制单元、与输入选择音调控制单元电连接并对其输出的信号进行模数转换的ADC单元和与ADC单元电连接并对其输出信号进行调制和发射的2.4GHz无线传输发射单元。

其中，所述信号发射装置还包括：LCD、遥控头、面板按键控制单元和主微控制MCU单元，所述LCD、遥控头、面板按键控制单元设有LCD控制端、遥控头输出端和面板按键输出端，所述主微控制MCU单元与所述解码伺服播放单元和2.4GHz无线传输发射单元电连接，所述LCD控制端、遥控头输出端和面板按键输出端分别与主微控制MCU单元设有的相应接入点电连接。

其中，所述信号发射装置还包括：收音接收单元，所述收音接收单元设有收音控制端和收音输出端，所述收音控制端与所述主微控制MCU单元电连接，所述收音输出端与输入选择音调控制单元电连接。

其中，所述信号发射装置还包括：耳机输出单元，所述耳机输出单元设有耳机控制端和耳机输入端，所述耳机控制端与所述主微控制MCU单元电连接，所述耳机输入端与输入选择音调控制单元电连接。

其中，所述信号发射装置还包括：分别与解码伺服播放单元设有的USB输入端、SD卡输入端和光碟输入端对应电连接的USB接口、SD卡接口和光碟机芯接口。

其中，所述信号发射装置还包括：ipod接口，所述ipod接口设有ipod控制端、ipod输出端和与ipod匹配的输入接口，所述ipod控制端与主微控制MCU单元电连接，所述ipod输出端与输入选择音调控制单元电连接。

其中，所述信号发射装置还包括：AUX接口，所述AUX接口设有的AUX输出端与输入选择音调控制单元电连接。

本技术方案的有益效果是：由于本方案是采用一种2.4GHz无线收发系统，采用存储转发的数据传输格式和自动跳频抗干扰模式，数据传输速率为1.5Mbps，输出功率为18dBm，视距传输距离超过100米，因此实现了一种低成本、低功耗、高传输速率、高品质及较远的无线传输距离的多媒体无线播放系统。

同时，由于集成了USB接口、SD卡接口、光碟机芯接口和ipod接口，以及收音接收单元，实现了一机多用的多功能目标。

附图说明

图1为本实用新型电路方框原理图；

图2为ADC单元电路原理图；

图3为2.4GHz无线传输发射单元电路原理图；

图4为主电源管理系统和AUX接口电路原理图；

图5为ipod接口电路原理图；

图6为耳机输出单元电路原理图；

图7为输入选择音调控制单元电路原理图；

图8为主微控制MCU单元电路原理图；

图9为解码伺服播放单元电路原理图；

图10为2.4GHz无线传输接收单元电路原理图；

图11为微控制MCU单元和DAC与音量控制单元电路原理图；

图12为LCD、遥控头、面板按键控制单元和收音接收单元电路原理图；

图13为USB接口、SD卡接口和光碟机芯接口电路原理图。

图中的数字所表示的元件是：

1.信号发射装置2.信号接收装置       11.解码伺服播放单元

12.输入选择音调控制单元            13.ADC单元

14.2.4GHz无线传输发射单元          10.主微控制MCU单元

15.LCD、遥控头、面板按键控制单元   17.收音接收单元

18.耳机输出单元   110.USB接口      111.SD卡接口

112.光碟机芯接口        113.电机驱动单元   120.ipod接口

121.AUX接口      100.主电源管理系统

21.2.4GHz无线传输接收单元      22.DAC与音量控制单元

23.数字功放单元    20.微控制MCU单元     24.LED面板控制单元

200.电源管理系统

具体实施方式

下面结合附图和实施例对本实用新型作进一步描述。

如图1到图13所示，一种多功能多媒体无线播放系统，包括采用2.4GHz ISM频段技术的信号发射装置1和与之相对应进行信号无线连接的信号接收装置2，信号发射装置1的核心元件是2.4GHz ISM频段发射芯片M601，发射芯片M601内部设有相串联的信号调制电路和发射电路；信号接收装置2的核心元件是2.4GHz ISM频段接收芯片M401，接收芯片M401内部设有相串联的接收电路和信号解调电路。

信号接收装置2包括：用于接收并解调无线信号的2.4GHz无线传输接收单元21、与2.4GHz无线传输接收单元21电连接并对其输出的信号进行数模转换以及音量控制的DAC与音量控制单元22、与DAC与音量控制单元22电连接并对其输出信号进行功率放大的数字功放单元23、为各电路单元提供不同等级电压供电的电源管理系统200、与2.4GHz无线传输接收单元21和DAC与音量控制单元22以及数字功放单元23电连接并对它们进行控制的微控制MCU单元20以及与微控制MCU单元20电连接并对其控制和显示相关参数的LED面板控制单元24。

信号发射装置1包括：从媒体载体上读取并解码的解码伺服播放单元11、与解码伺服播放单元11电连接的输入选择音调控制单元12、与输入选择音调控制单元12电连接并对其输出的信号进行模数转换的ADC单元13和与ADC单元13电连接并对其输出信号进行调制和发射的2.4GHz无线传输发射单元14，信号发射装置1还包括：LCD、遥控头、面板按键控制单元15和主微控制MCU单元10，LCD、遥控头、面板按键控制单元15设有LCD控制端(LCD_A0、LCD_SCL、LCD_SDA、LCD_CS1)、遥控头输出端(KYE1和KYE0)和面板按键输出端(CN307)，主微控制MCU单元10与解码伺服播放单元11和2.4GHz无线传输发射单元14电连接，LCD控制端、遥控头输出端和面板按键输出端分别与主微控制MCU单元10设有的相应接入点电连接；信号发射装置还设有：收音接收单元17和耳机输出单元18，收音接收单元17设有收音控制端(SCL和SDA)和收音输出端(FM_LCH和FM_RCH)，所述收音控制端与所述主微控制MCU单元10电连接，所述收音输出端与输入选择音调控制单元12电连接；耳机输出单元18设有耳机控制端(SDA_V和SCL_V)和耳机输入端(L_CH和R_CH)，耳机控制端与主微控制MCU单元10电连接，耳机输入端与输入选择音调控制单元12电连接；如图13和图9所示，信号发射装置1还包括：分别与解码伺服播放单元11设有的SD卡输入端(SDD0、SDD1、SDD2、SDD3、SDCLK、SDCMD和CARD_DET)、USB输入端(DM和DP)和光碟输入端(LDO、TPI、TNI、MCPUH、MBPUH、MDPUH和MAPUH)对应电连接的USB接口、SD卡接口和光碟机芯接口；如图5、图7和图8所示，信号发射装置1还包括：ipod接口120，ipod接口120设有ipod控制端(IPOD_DET、I_RXD和I_TXD)、ipod输出端(IPOD_ROUT和IPOD_LOUT)和与ipod匹配的输入接口，ipod控制端与主微控制MCU单元10对应接点电连接，ipod输出端与输入选择音调控制单元12的IPOD_RCH和IPOD_LCH接点电连接；如图4和图7所示，信号发射装置1还包括：AUX接口121，AUX接口121设有的AUX输出端(AUX_LCH和AUX_RCH)与输入选择音调控制单元12电连接。

信号发射装置1的工作原理是：当要播放USB接口的U盘或移动硬盘、SD卡和光碟上的媒体时，主微控制MCU单元10根据指令向解码伺服播放单元11发出媒体搜索指令，并向输入选择音调控制单元12发出接通解码伺服播放单元11的指令，解码伺服播放单元对USB接口110、SD卡接口111和光碟机芯接口112进行扫描，搜索到媒体后即开始解码播放，其输出信号接入输入选择音调控制单元12，进行前置放大和音调调整后，输入ADC单元13进行模数转换为I2S格式数字信号，然后该I2S格式数字信号接入2.4GHz无线传输发射单元14进行编码，然后调制到2.4GHzRF频率上发射出去。

如图3所示，2.4GHz无线传输发射单元14主要由M601发射芯片及外围电路组成，由M601构成的2.4GHz无线发射系统，采用存储转发的数据传输格式和固定式跳频的抗干扰模式，数据输出速率达1.5Mbps，输出功率18dBm，视距传输距离超过100米，本系统采用通用的2.4GHz ISM频段，输出功率为18dBm且带外辐射较小，无需申请频率许可证。2.4GHz频段的另外一个优点是波长较短，天线的尺寸较小，可以缩小系统的体积，甚至可以将天线设计在PCB板上实现天线内置，这样可以同时降低系统的成本。

如图10所示，2.4GHz无线传输接收单元21主要由M401接收芯片及外围电路构成，它与2.4GHz无线传输发射单元14构成完整的无线传输系统，该系统采用自动跳频机制，即采用频点躲避方式降低同频干扰的影响，大大提高了整个系统媒体回放的质量。

如图9所示，解码伺服播放单元11，它能够支持光碟播放，SD卡和USB优盘播放，内置有24bit数字信号处理器U4，能够将光碟、SD卡、USB优盘里的数字信号解码出来并通过内置的双声道的DAC转换器将数字信号转换为双声道的模拟音频信号。在光碟播放系统当中采用了高档的吸入式机芯，并在电机驱动单元113的配合下与解码伺服播放单元11组成了一套光碟伺服系统。整个系统受主微控制MCU单元10的统一控制，解码伺服播放单元11将解码出来的系统信息传递给主微控制MCU单元10，然后显示在LCD、遥控头、面板按键控制单元15的LCD上。

同理，如图5所示，当要播放ipod/iPHONE上的媒体时，主微控制MCU单元10根据指令向ipod/iPHONE发出媒体搜索指令，并向输入选择音调控制单元12发出接通ipod接口120的指令，ipod/iPHONE搜索到媒体后即开始解码播放，其输出信号接入输入选择音调控制单元12，进行前置放大和音调调整后，输入ADC单元13进行模数转换为I2S格式数字信号，然后该I2S格式数字信号接入2.4GHz无线传输发射单元14进行编码，然后调制到2.4GHzRF频率上发射出去。ipod接口120直接受主微控制MCU10单元的控制，可以检测ipod/iPHONE是否已经插在系统上，并可以通过按键来控制ipod/iPHONE所有的功能，还可以自动充电。

同理，当要播放收音机上的媒体时，主微控制MCU单元10根据指令向收音接收单元17发出工作指令，并向输入选择音调控制单元12发出接通收音接收单元17的指令，收音接收单元17搜索到广播频道后即开始解码播放，其输出信号接入输入选择音调控制单元12，进行前置放大和音调调整后，输入ADC单元13进行模数转换为I2S格式数字信号，然后该I2S格式数字信号接入2.4GHz无线传输发射单元14进行编码，然后调制到2.4GHzRF频率上发射出去。收音接收单元17采用的是单芯片的数字调谐系统，可以解调出FM频段的信号，可以存储20个电台，有手动，半自动搜台和直选功能。

同理，当要播放从AUX接口121直接接入的来自于电脑或者mp3等设备的媒体模拟信号时，主微控制MCU单元10根据指令向输入选择音调控制单元12发出接通AUX接口121的指令，该媒体模拟信号接入输入选择音调控制单元12，进行前置放大和音调调整后，输入ADC单元13进行模数转换为I2S格式数字信号，然后该I2S格式数字信号接入2.4GHz无线传输发射单元14进行编码，然后调制到2.4GHzRF频率上发射出去。

当插入有线耳机时，主微控制MCU单元10根据指令向输入选择音调控制单元12发出接通耳机输出单元18的指令，输入选择音调控制单元12进行前置放大和音调调整后的媒体信号经过耳机输出单元18放大后推动耳机工作。

主电源管理系统100的作用是将外部开关电源即电源适配器提供的9V/1.5A的电源进行稳压，然后输出不同的电压给各级电路供电。

LCD、遥控头、面板按键控制单元15包括LCD、遥控头和面板按键，LCD主要显示系统状态信息，遥控接收头和面板按键属于输入单元，用户可以根据个人要求和LCD的信息提示对系统进行相应的控制，整个过程是通过主微控制MCU单元10来接收、处理、输出控制来实现的。

信号接收装置2的工作原理是：当2.4GHz无线传输接收单元21接收到2.4GHz无线传输发射单元14发射的2.4GHzRF信号，解调出数字信号然后解码为I2S格式的数字信号，该数字信号经DAC与音量控制单元22进行数模转换为模拟信号并对音量进行控制，然后接入数字功放单元23进行功率放大，最后推动喇叭工作。整个处理过程受MCU的统一控制。

LED面板控制单元24，指示系统状态和输入系统信息，整个过程是通过微控制MCU单元20来接收、处理、输出控制、来实现的。

电源管理系统200将开关电源提供的15V/2A电源进行稳压，输出不同电压给各级电路使用。

本实用新型还采用了以下优选方案：

1)解码伺服播放单元11中的光碟、USB、SD解码电路，采用了一款高集成单芯片，内部电路集成了USB接收、发送接口和数字信号解码处理电路，SD卡接口电路及解码电路，光碟伺服控制电路和解码电路，内部还集成了DAC电路。与传统的解决电路相比，在成本上有了很大的优势，另外单芯片电路的集成度高所需要的外部电路少，易于开发和生产，对于硬件方面的要求低，多数问题可以直接通过软件升级的办法来解决，而且成品性能稳定。

2)收音接收单元17，采用了高集成的数字调谐式单芯片电路，传统的FM收音机有很多需要可调的中周、线圈、可调电容来调节，与传统的收音机电路相比，本实用新型采用的电路不需要外部的中周、线圈、可调电容来调节，整个解调电路都集成在芯片内部，只需要少量的外部元件和软件来控制就可以实现收音功能，而且收音接收灵敏度高，失真小，信噪比高。

3)数字功放单元23，采用了高效率的数字功放，并采用了全桥式输出降低了电源电压，减少了外置电源的负荷，提高了电源的利用效率节省了能源消耗。

4)2.4GHz无线传输和MCU的配合使用是本产品的最大特征：主机和音响之间的无线传输，不仅可以传递音乐信号，而且也是主机MCU和音响MCU相互沟通的桥梁，可以相传递控制信号。在配对的时候可以通过无线传将音响设置成MASTER(双向控制)、SLAVE(单向控制)。在每一个模组上都有两个天线，不仅使传输距离加大了而且使接收的方向性变得更好。室外直线距离可以达到100m。无线传输有3个频点，当其中的一个频点受到外界的干扰时，系统自动搜索另外两个频点，自动转换到接收效果最好的频点上去，提高了系统的抗干扰能力。

本机可以实现一对多的功能，用户可以根据需要配对多个音响，多个音响可以同时接收主机发过来的信号，多个音响的信息都存储在主机的MCU里面，可以根据需要设置音响，设置可分为：受主机的统一控制和不受主机的统一控制。本机的两个音响都是无线传输，但是配对好的左右喇叭之间的步调是一致的，彼此之间的控制是统一的，比如按其中一边的喇叭音量，两边喇叭的音量大小是一起加减。

本实用新型还具有以下特点：

1)由于左右喇叭的都是采用了无线传输方式，与传统的音响相比，左右喇叭的距离可以更远，大大地扩展了声场。

2)由于无线传输距离远，RF穿透能力强，主机和音响的配对数量多，可以将主机进行广播式传输给多个音响听众同时使用，可以设定主机和音响的配对模式，可以改变主机和音响的控制模式。充分地体现了智能和人性化控制。

3)在有多个用户同时使用的时候，彼此之间的控制不会互相干扰，音乐信号也不会互相干扰。

4)本套产品不仅可以立式放置，而且可以挂墙放置。

本技术方案的有益效果是：由于本方案是采用一种基于2.4GHz收发芯片的2.4GHz无线收发系统，采用存储转发的数据传输格式和自动跳频抗干扰模式，数据传输速率为1.5Mbps，输出功率为18dBm，视距传输距离超过100米，因此实现一种低成本、低功耗、高传输速率、高品质及较远的无线传输距离的多媒体无线播放系统。

同时，由于集成了USB接口、SD卡接口、光碟机芯接口和ipod接口，以及收音接收单元，实现了一机多用的多功能目标。

上述只是本实用新型优选的实施方式，但不应构成对本实用新型的限制，只要是采用与本实用新型等同的技术方案，也应当在本实用新型创造的保护范围之内。

Claims (10)

1.一种多功能多媒体无线播放系统，其特征在于，包括采用2.4GHzISM频段技术的信号发射装置和与之相对应进行信号无线连接的信号接收装置，其中，

所述信号发射装置的核心元件是2.4GHz ISM频段发射芯片，所述发射芯片内部设有相串联的信号调制电路和发射电路；

所述信号接收装置的核心元件是2.4GHz ISM频段接收芯片，所述接收芯片内部设有相串联的接收电路和信号解调电路。

2.如权利要求1所述的一种多功能多媒体无线播放系统，其特征在于，所述信号接收装置包括：用于接收并解调无线信号的2.4GHz无线传输接收单元、与2.4GHz无线传输接收单元电连接并对其输出的信号进行数模转换以及音量控制的DAC与音量控制单元、与DAC与音量控制单元电连接并对其输出信号进行功率放大的数字功放单元和为各电路单元提供不同等级电压供电的电源管理系统。

3.如权利要求2所述的一种多功能多媒体无线播放系统，其特征在于，所述信号接收装置还包括：与所述2.4GHz无线传输接收单元、DAC与音量控制单元和数字功放单元电连接并对它们进行控制的微控制MCU单元以及与微控制MCU单元电连接并对其控制和显示相关参数的LED面板控制单元。

4.如权利要求1所述的一种多功能多媒体无线播放系统，其特征在于，所述信号发射装置包括：从媒体载体上读取并解码的解码伺服播放单元、与解码伺服播放单元电连接的输入选择音调控制单元、与输入选择音调控制单元电连接并对其输出的信号进行模数转换的ADC单元和与ADC单元电连接并对其输出信号进行调制和发射的2.4GHz无线传输发射单元。

5.如权利要求4所述的一种多功能多媒体无线播放系统，其特征在于，所述信号发射装置还包括：LCD、遥控头、面板按键控制单元和主微控制MCU单元，所述LCD、遥控头、面板按键控制单元设有LCD控制端、遥控头输出端和面板按键输出端，所述主微控制MCU单元与所述解码伺服播放单元和2.4GHz无线传输发射单元电连接，所述LCD控制端、遥控头输出端和面板按键输出端分别与主微控制MCU单元设有的相应接入点电连接。

6.如权利要求5所述的一种多功能多媒体无线播放系统，其特征在于，所述信号发射装置还包括：收音接收单元，所述收音接收单元设有收音控制端和收音输出端，所述收音控制端与所述主微控制MCU单元电连接，所述收音输出端与输入选择音调控制单元电连接。

7.如权利要求5或6所述的一种多功能多媒体无线播放系统，其特征在于，所述信号发射装置还包括：耳机输出单元，所述耳机输出单元设有耳机控制端和耳机输入端，所述耳机控制端与所述主微控制MCU单元电连接，所述耳机输入端与输入选择音调控制单元电连接。

8.如权利要求4到6任一所述的一种多功能多媒体无线播放系统，其特征在于，所述信号发射装置还包括：分别与解码伺服播放单元设有的USB输入端、SD卡输入端和光碟输入端对应电连接的USB接口、SD卡接口和光碟机芯接口。

9.如权利要求4到6任一所述的一种多功能多媒体无线播放系统，其特征在于，所述信号发射装置还包括：ipod接口，所述ipod接口设有ipod控制端、ipod输出端和与ipod匹配的输入接口，所述ipod控制端与主微控制MCU单元电连接，所述ipod输出端与输入选择音调控制单元电连接。

10.如权利要求4到6任一所述的一种多功能多媒体无线播放系统，其特征在于，所述信号发射装置还包括：AUX接口，所述AUX接口设有的AUX输出端与输入选择音调控制单元电连接。

Images