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Die vorliegende Erfindung betrifft ein drahtloses Gerät zum Empfangen und Übermitteln eines Audiosignals, gemäß der Präambel des Anspruchs 1.
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Viele Tonanlagen sind mit standardmäßigen Eingabe-/Ausgabe-Schnittstellen zum Empfangen und/oder Bereitstellen von Audiosignalen versehen. Eine sehr geläufige Schnittstelle ist ein Audiostecker, wie etwa der 3,5 mm Audiostecker oder dergleichen.
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Diese Audiostecker werden verwendet, um Audiosignale von einer Audioquelle an einer Anlage bereitzustellen, die tonausgebende Elemente wie etwa Lautsprecher oder dergleichen umfasst. Typischerweise umfasst ein herkömmlicher Audiostecker drei Anschlusskontakte: einen für eine elektrische Referenz oder Erdung und einen für jeden Audiokanal.
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Die tonausgebenden Elemente sind oft mit tonaufnehmenden Elementen, wie etwa einem Mikrofon, gebündelt. Dies ist typischer Weise der Fall bei Headsets, die zusammen mit Vorrichtungen zur zellulären Telefonkommunikation verwendet werden. Bei solchen Einrichtungen umfasst der Audiostecker einen zusätzlichen vierten Anschluss, der ausschließlich dafür verwendet wird, ein Audiosignal an dem Mikrofon bereitzustellen.
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Im Stand der Technik sind drahtlose Netzwerke weit verbreitet verfügbar und Tonanlagen und Audioquellen sind über mehrere Orte verteilt. Trotzdem erfordern viele Tonanlagen eine spezifische, drahtgebundene Verbindung, um Audiosignale zu empfangen.
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Die vorliegende Erfindung zielt darauf ab, die Verteilung von Audiosignalen von einer Quelle zu Tonanlagen zu verbessern, wobei sie sich die existierende Infrastruktur zunutze macht.
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Genauer betrifft die Erfindung ein drahtloses Gerät zum Empfangen und Übermitteln eines Audiosignals, umfassend: eine Antenne zum Empfangen des Audiosignals von einer Quelle; eine Schaltung zum Verarbeiten des empfangenen Audiosignals; und einen Audiostecker zum Bereitstellen des verarbeiteten Audiosignals an einer Tonanlage. Vorteilhafter Weise umfasst der Audiostecker zumindest einen Anschlusskontakt, der eingerichtet ist, elektrische Leistung von der Tonanlage zu empfangen und die elektrische Leistung an der Empfangs- und Verarbeitungsschaltung bereit zu stellen.
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In geeigneter Weise umfasst das Gerät des Weiteren einen Speicher zum Speichern einer eindeutigen Identifikationsinformation (ID) und die Antenne und die Verarbeitungsschaltung sind des Weiteren angepasst, die eindeutige Identifikationsinformation (ID) zu der Quelle zu übertragen.
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In einer spezifischen Ausführungsform ist die Verarbeitungsschaltung des Weiteren angepasst, nur Audiosignale zu verarbeiten, die von der Quelle empfangen wurden und mit der eindeutigen Identifikationsinformation (ID) assoziiert sind.
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In einer anderen Ausführungsform umfasst der Audiostecker vier Anschlusskontakte, wobei ein Anschlusskontakt mit einem Leistungseingang der Schaltung verbunden ist, ein anderer Anschlusskontakt mit einem Referenzspannungseingang der Verarbeitungsschaltung verbunden ist, und zwei Anschlusskontakte mit analogen Audiokanalausgängen der Schaltung verbunden sind.
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In einer anderen Ausführungsform ist die Verarbeitungsschaltung eingerichtet, ein enkodiertes digitales Audiosignal zu empfangen, das digitale Audiosignal zu dekodieren, und das digitale Audiosignal in mehrkanalige analoge Audioströme zu konvertieren.
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Dementsprechend ist es eine Aufgabe dieser Erfindung, ein drahtloses Gerät zum Empfangen und Übermitteln eines Audiosignals bereitzustellen, das die Merkmale der beigefügten Ansprüche, die bestimmungsgemäß einen integralen Teil der vorliegenden Beschreibung darstellen, beinhalten.
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Weitere Aufgaben, Merkmale und Vorteile der vorliegenden Erfindung werden aus der folgenden ausführlichen Beschreibung und aus den beigefügten Zeichnungen, die als nicht-einschränkendes Beispiel vorgelegt werden, deutlich werden, wobei:
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1 eine schematische Darstellung einer Audioumgebung ist, die eine erste Ausführungsform des drahtlosen Geräts gemäß der vorliegenden Erfindung verwendet; und
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2a und 2b detaillierter die innere Einrichtung der ersten Ausführungsform des drahtlosen Geräts gemäß der vorliegenden Erfindung darstellen.
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Bezugnehmend auf 1 weist ein Computer 2 in seinem Speicher eine Mehrzahl von Audiodateien 4 auf, die in einem herkömmlichen digitalen Format enkodiert sind, wie zum Beispiel die sogenannten MP3-Audiodateien. Der Computer 2 umfasst eine Antenne 5 zum Übertragen und Empfangen von Daten über eine drahtlose Schnittstelle. In dem hier beschriebenen Beispiel ist diese drahtlose Schnittstelle eine Wi-Fi-Schnittstelle.
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Das in der 1 illustrierte System umfasst auch die Tonanlagen 6a und 6b. Ein erstes Tonsystem 6a weist tonausgebende Elemente, wie etwa Lautsprecher, und eine Audiostecker-Buchse (weiblich) mit einem vier-poligen Anschluss auf. Diese erste Tonanlage 6a ist ferner auf eine herkömmliche Art und Weise mit einer Netzsteckdose 7a verbunden. Bezugnehmend auf eine zweite Tonanlage 6b ist ein mit Batterien 7b betriebenes Headset dargestellt. Das Headset 6b umfasst ein Kabel mit einem Audiostecker-Stecker (männlich), der durch einen vier-poligen Anschluss gebildet wird. Diese vier-poligen Anschlüsse sind mit tonausgebenden Elementen der jeweiligen Tonanlagen 6a und 6b und den entsprechenden Leistungsquellen 7a und 7b verbunden.
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Das unter Bezugnahme auf die 1 beschriebene System umfasst ferner zwei drahtlose Geräte 8a und 8b gemäß der vorliegenden Erfindung, die es ermöglichen, den Computer 2 mit den Tonanlagen 6a und 6b zu verbinden.
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Ein erstes drahtloses Gerät 8a umfasst einen ersten Audiostecker 9a, insbesondere einen männlichen Stecker 9a mit einem vier-poligen Anschluss, der zu der weiblichen Buchse der Tonanlage 6a korrespondiert.
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Ein zweites drahtloses Gerät 8b umfasst einen zweiten Audiostecker 9b, insbesondere eine weibliche Buchse mit einem vier-poligen Anschluss, die zu dem männlichen Stecker der Tonanlage 6b korrespondiert.
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2a stellt das erste drahtlose Gerät 8a detaillierter dar. Wie in dieser Figur illustriert, umfasst das erste drahtlose Gerät 8a eine Antenne 12a zum Empfangen von drahtlosen Audiosignalen von der Antenne 5 des Computers 2. Das erste drahtlose Gerät 8a umfasst ferner eine Schaltung 14a zum Empfangen und Verarbeiten des empfangenen Audiosignals. Diese Schaltung 14a ist angepasst, eine positive Spannung (Leistung) und eine Referenzspannung (Erdung) zu empfangen. Darüberhinaus ist die Schaltung 14a ferner angepasst, eine digitale Audiodatei zu verarbeiten und ein Stereoaudiosignal (Links und Rechts) auszugeben. Zum Beispiel umfasst die Schaltung 14a einen Mikrocontroller (in der 2a nicht gezeigt), der mit einem Speicher (nicht gezeigt) zum Speichern von Befehlen und Algorithmen verbunden ist, um eine Audiodatei in zwei analoge Signale, die zu zwei unterschiedlichen Stereokanälen korrespondieren, mittels der erforderlichen Digital-Zu-Analog-Wandler, Verstärker und dergleichen zu konvertieren.
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Gemäß dem, was in der 2a gezeigt ist, sind die Anschlüsse 16a und 18a des Audiosteckers 9a jeweils mit dem Leistungseingang (+5 V) und dem Erdungseingang (GND) der Schaltung 14a verbunden. Die Anschlüsse 20a und 22a sind mit den Stereoaudioausgängen (Out L, Out R) der Schaltung 14a verbunden.
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2b stellt das zweite drahtlose Gerät 8b detaillierter dar.
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Das zweite drahtlose Gerät 8b umfasst dieselben Elemente wie das in der 2a dargestellte erste drahtlose Gerät 8a, mit der Ausnahme, dass der Audiostecker 9a des ersten drahtlosen Geräts 8a einen männlichen Verbinder umfasst, während der Audiostecker 9b des zweiten drahtlosen Geräts 8b einen weiblichen Verbinder umfasst.
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Die zuvor im Zusammenhang mit dem ersten drahtlosen Gerät 8a beschriebene Verdrahtung ist auch für das zweite drahtlose Gerät 8b gültig. Die Anschlüsse 16b und 18b des Audiosteckers 9b sind jeweils mit dem Erdungseingang (GND) und dem Leistungseingang (+5 V) der Schaltung 14b verbunden, während die Anschlüsse 20b und 22b mit den Stereoaudioausgängen (Out L, Out R) der Schaltung 14b verbunden sind.
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Im Betrieb sind die drahtlosen Geräte 8a und 8b mit den jeweiligen Tonanlagen 6a und 6b verbunden. Die Schaltungen 14a und 14b empfangen elektrische Leistung von den Leistungsquellen 7a und 7b oder von den Tonanlagen 6a und 6b durch Verwendung der Anschlüsse 16a und 18a des Audiosteckers 9a und der Anschlüsse 16b und 18b des Audiosteckers 9b.
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Auf diese Weise werden die drahtlosen Geräte 8a und 8b mit Leistung versorgt und ihre Antennen 12a, 12b können von der Quelle 2 (in dem in der 1 gezeigten Fall ist die Quelle 2 als ein Computer dargestellt) übertragene Funksignale detektieren und eine drahtlose Verbindung zwischen der Quelle 2 und den Tonanlagen 6a und 6b aufbauen. Die Funksignale enthalten enkodierte Audiodateien, die durch die Verarbeitungsschaltungen 14a und 14b verarbeitet werden. Die Ausgabe von jeder der Schaltungen 14a und 14b ist ein stereophones Signal, das aus zwei Audioströmen (Links Out L und Rechts Out R) gebildet ist. Jeder der Audioströme wird zu der korrespondierenden Tonanlage 6a, 6b unter Verwendung eines unterschiedlichen Anschlusses 20a, 20b, 22a, 22b der Audiostecker 9a und 9b übermittelt. Die Tonanlagen 6a, 6b geben in einer herkömmlichen Art und Weise ein Tonsignal aus, das zu den Audioströmen korrespondiert.
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Die drahtlosen Geräte 8a, 8b der vorliegenden Erfindung ermöglichen es, jede Art von Tonanlage, die zumindest mit einem vier-poligen Audiostecker ausgestattet ist, mit einem entfernten Computer 2 unter Verwendung einer drahtlosen Schnittstelle, die durch die Tonanlage 6a, 6b selbst mit Strom versorgt wird, zu verbinden. Die Erfindung erlaubt es ferner, eine Audiodatei gleichzeitig zu mehreren Tonanlagen 6a, 6b unter Verwendung drahtloser Verbindungen zu übertragen.
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In einer anderen Ausführungsform des drahtlosen Geräts 8a, 8b wird die drahtlose Schnittstelle verwendet, um eine Duplexverbindung zwischen dem Computer 2 und den Tonanlagen 6a und 6b aufzubauen.
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Im Vergleich zu dem unter Bezugnahme auf die 1, 2a und 2b beschriebenen System ist der Computer 2 in dieser Ausführungsform angepasst, mehrere Gruppen von Audiodateien 4, oder Abspiellisten, zu erzeugen. Des Weiteren ist die Antenne 5 angepasst, Daten über die drahtlose Schnittstelle sowohl zu übertragen als auch zu empfangen. In ähnlicher Weise sind die Antennen 12a und 12b und die Schaltungen 14a und 14b der drahtlosen Geräte 8a und 8b angepasst, Daten über die drahtlose Schnittstelle zu empfangen und auszugeben.
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Jedes der drahtlosen Geräte 8a und 8b umfasst des Weiteren einen Speicher zum Speichern einer eindeutigen Identifikation (ID) der Geräte 8a, 8b.
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Wie zuvor unter Bezugnahme auf die erste Ausführungsform beschrieben, empfängt, sobald die drahtlosen Geräte 8a und 8b mit den Tonanlagen 6a und 6b verbunden sind, jedes von Ihnen elektrische Leistung von der entsprechenden Tonanlage 6a, 6b und die Verarbeitungsschaltungen 14a und 14b werden aktiviert.
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In dieser Ausführungsform überträgt, während des Aufbaus der drahtlosen Verbindung, jedes drahtlose Gerät 8a und 8b seine eindeutige ID zu dem Computer 2. Die Art und Weise, in der die eindeutige ID zu dem Computer 2 übertragen wird, variiert in Abhängigkeit von dem tatsächlich verwendeten drahtlosen Protokoll. In dem beschriebenen Beispiel wird die eindeutige ID während des Aufbaus der Wi-Fi-Verbindung oder in der sogenannten „Handshake”-Phase, als ein Ergebnis einer Anfrage von dem Computer 2, ausgetauscht.
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Sobald eine drahtlose Verbindung aufgebaut ist, ist der Computer 2 daher in der Lage, jede Tonanlage 6a und 6b unter Verwendung der eindeutigen ID des korrespondierenden drahtlosen Geräts 8a und 8b eigenständig zu identifizieren.
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Unterschiedliche Abspiellisten können dann gleichzeitig von der gleichen Quelle (in diesem Fall, einem Computer 2) zu verschiedenen Tonanlagen 6a, 6b unter Verwendung der drahtlosen Geräte 8a, 8b gemäß der vorliegenden Erfindung übertragen werden.
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Vorteilhafter Weise kann die Erfindung ferner einen Stromkreisunterbrecher (in den Zeichnungen nicht gezeigt), der in jedem der drahtlosen Geräte 8a, 8b oder in der korrespondierenden Tonanlage 6a, 6b integriert ist, umfassen, um zu vermeiden, dass ein Kurzschluss zwischen der Leistungsquelle und der Referenzspannung erzeugt wird, während der Audiostecker des drahtlosen Geräts 8a, 8b mit der Tonanlage 6a, 6b verbunden ist, oder in jedem Fall, in dem ein Audiostecker mit drei Anschlüssen versehentlich verwendet wird, oder in jedem anderen Fall eines fehlerhaften Anschlusses.
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In einer anderen Ausführungsform der Erfindung umfasst der Audiostecker 9a, 9b mehr als vier Anschlüsse, wie etwa ein mehrkanaliger Audiostecker (3-Kanal-Stecker, usw.).
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Natürlich kann die tatsächliche drahtlose Schnittstelle jede bestehende drahtlose Schnittstelle, wie etwa Wi-Fi, Bluetooth, ZigBee oder dergleichen sein. In ähnlicher Weise können geeignete und herkömmliche Verfahren zum Vermeiden von Interferenzen, zum Alloziieren der Frequenzen, zum Verwalten der Bandbreite, zum Stromsparen oder dergleichen zwischen den drahtlosen Geräten 8a, 8b und den Audioquellen 6a, 6b implementiert sein.
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Unter Bezugnahme auf die zweite Ausführungsform kann die eindeutige ID des drahtlosen Geräts 8a, 8b unter Verwendung einer spezifischen Formatierung erzeugt werden, oder sie kann unter Verwendung eines bestehenden Protokolls, wie etwa der Zuordnung einer IP-Adresse oder einer MAC-Adresse erzeugt werden. Beispielsweise werden die Audiodateien zusammen mit der eindeutigen ID-Information enkodiert und zu mehreren drahtlosen Geräten übertragen. Nur die drahtlosen Geräte 8a und 8b mit der korrespondierenden eindeutigen ID verarbeiten in diesem Fall die Audiodatei.
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Das drahtlose Gerät 8a, 8b der Erfindung kann ferner zumindest eine Diode als eine Nutzerschnittstelle umfassen, um für den Nutzer eine Information (wie zum Beispiel, Erfolg oder Misserfolg des Aufbaus der drahtlosen Verbindung) zur Verfügung zu stellen.
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In einer abweichenden Ausführungsform verwendet das drahtlose Gerät 8a, 8b gemäß der Erfindung eine externe Antenne (anstatt einer internen Antenne, wie zuvor beschrieben).
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In einer anderen Ausführungsform weist das drahtlose Gerät 8a, 8b eine Mehrzahl von Schnittstellen-Audiosteckern 9a, 9b mit zumindest zwei Schnittstellen auf, wobei die Anschlusskontakte oder Pole (Links, Rechts, Erdung und Leistung) in einer im Bezug auf die 2a und 2b abweichenden Reihenfolge angeordnet sind, so dass es mit unterschiedlichen Arten von Geräten verbunden werden kann. Vorteilhafter Weise kann das drahtlose Gerät 8a, 8b mehrere Audiostecker oder Schnittstellen 9a, 9b aufweisen, wobei die Pole in der gleichen Reihenfolge angeordnet sind, um gleichzeitig mit mehreren Audio- oder Tonanlagen verbunden zu werden.
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Das drahtlose Gerät 8a, 8b kann ferner eine Kombination von männlichen Steckern und weiblichen Buchsen aufweisen.
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Vorteilhafter Weise ist das drahtlose Gerät 8a, 8b gemäß der Erfindung eingerichtet, automatisch detektiert zu werden, wenn bestehende Computersoftware verwendet wird.
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Es sollte darauf hingewiesen werden, dass das drahtlose Gerät gemäß der vorliegenden Erfindung es ermöglicht, einen in einem Audiostecker mit vier Anschlüssen normalerweise bestehenden Anschluss, der üblicherweise verwendet wird, um von einem Mikrofon kommende Audiosignale zu führen, als ein Kontaktelement zu verwenden, das in einer ungewöhnlichen Art und Weise verwendet wird, um elektrische Leistung an einer externen Vorrichtung, die mit dem Kontakt der Vorrichtung, mit der das drahtlose Gerät verbunden ist, verbunden ist, bereitzustellen. Dies ist möglich aufgrund der Tatsache, dass die Leistungsspannung und der korrespondierende Strom eine relativ geringe Intensität aufweisen, die keine speziellen Kontakte erfordert, wobei auch die Tatsache berücksichtigt wird, dass die Verfahren oder die Technologie, die zur physischen Herstellung der Anschlüsse der Audiostecker verwendet wird, zuverlässig genug ist, der Spannung und dem Strom zu widerstehen, die durch die elektrischen Übergänge zirkulieren.
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Das drahtlose Gerät 8a, 8b, das in der vorliegenden Beschreibung anhand eines Beispiels beschrieben wurde, kann auf viele verschiedene Arten variiert werden, ohne von dem neuheitlichen Gedanken der erfinderischen Idee abzuweichen. Es ist ferner klar, dass in der praktischen Implementierung der Erfindung die illustrierten Details unterschiedliche Ausprägungen (Formen) haben können oder durch andere technisch äquivalente Elemente ersetzt sein können.
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Es kann daher leicht verstanden werden, dass die vorliegende Erfindung nicht auf das oben beschriebene drahtlose Gerät beschränkt ist, sondern dass viele Modifikationen, Verbesserungen und Ersetzungen äquivalenter Teile und Elemente vorgenommen werden können, ohne von der erfinderischen Idee, wie sie in den folgenden Ansprüchen klar definiert ist, abzuweichen.
