Hintergrund der Erfindung
Bereich der Erfindung
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Die vorliegende Erfindung bezieht sich im allgemeinen auf eine
Funk-Sende- und Empfangseinrichtung, und insbesondere auf eine
Sende- und Empfangseinrichtung für einen Funkkopfhörer.
Beschreibung des Standes der Technik
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Mit Bezug auf Figur 1 ist ein Blockdiagramm einer herkömmlichen
Sendeeinrichtung für einen Funkkopfhörer des Analogtyps
gezeigt. Die dargestellte Sendeeinrichtung umfaßt eine erste
Verstärkerschaltung 33, umfassend Verstärker 31 und 32 jeweils
zum Verstärken eines linken Tonsignals L/S und eines rechten
Tonsignals R/S aus einem Kopfhörerausgang eines Fernsehers oder
einer Audioanlage um ein vorbestimmtes Verstärkungsmaß, eine
Frequenzmodulationsschaltung 35, umfassend Frequenzmodulatoren
35a und 35b zum Modulieren der Frequenz jeweils des
Ausgangssignals von den Verstärkern 31 und 32 in der ersten
Verstärkerschaltung 33, eine erste Bandpaßfilterschaltung 36,
umfassend Bandpaßfilter 36a und 36b jeweils zum Filtern der
Ausgangssignale aus den Frequenzmodulatoren 35a und 35b in der
Freguenznioduiationsschaitung 35, um nur Frequenzkomponenten
einer gewünschten Bandbreite durchzulassen, und eine
Funksendeschaltung 37, umfassend einen Transistor Q4 und eine
lichtemittierende Funks ende-Diode D5 zum Senden von Ausgangssignalen
von den Bandpaßfiltern 36a und 36b in der ersten
Bandpaßfilterschaltung
36 durch Infrarotstrahlen, welche die Signale
tragen.
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Mit Bezug auf Figur 2 ist ein Blockdiagramm einer herkömmlichen
Empfangseinrichtung für den Funkkopfhörer des Analogtyps
gezeigt. Die dargestellte Empfangseinrichtung umfaßt eine
Funkempfangsschaltung 38, umfassend einen Transistor Q5 und
eine lichtempfindliche Funkempfangs-Diode D8, um von der
Funksendeschaltung 37 in der Sendeeinrichtung 38 gesandte Signale
zu empfangen und die empfangenen Signale um ein erstes
Verstärkungsmaß zu verstärken, eine zweite Bandpaßfilterschaltung
41, umfassend Bandpaßfilter 39 und 40 zum Filtern jeweils der
Ausgangssignale von der Funkempfangsschaltung 38, um nur
Frequenzkomponenten einer gewünschten Bandbreite durchzulassen,
eine Denodulationsschaltung 44, umfassend Demodulatoren 42, 43
zum Demodulieren jeweils der Ausgangssignale von den
Bandpaßfiltern 39 und 40 in der zweiten Bandpaßfilterschaltung 41,
eine zweite Verstärkerschaltung 47, umfassend Verstärker 45 und
46 zum Verstärken jeweils der Ausgangssignale von den
Demodulatoren 42 und 43 in der Demodulatorschaltung 44 um ein
vorbestimmtes Verstärkungsmaß, und eine Hörton-Ausgabeschaltung
42, umfassend einen Schalter SW1, Widerstände R3 und R4,
Leistungsverstärker 48 und 49 und Kopfhörer-Lautsprecher 50,
51, um analoge Tonsignale von den Verstärkern 45 und 46 in der
zweiten Verstärkerschaltung 47 als hörbare Tonsignale
auszugeben.
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Der Betrieb der herkömmlichen Sende- und Empfangseinrichtung
für den Funkkopfhörer des Analogtyps, welcher wie vorangehend
beschrieben aufgebaut ist, wird nachfolgend beschrieben.
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Im allgemeinen weisen das linke Tonsignal L/S und das rechte
Tonsignal R/S von dem Kopfhörerausgang des Fernsehers oder der
Audioanlage einen geringen Pegel auf. Daher werden in der
Sendeeinrichtung das linke Tonsignal L/S und das rechte Tonsignal
R/S jeweils um ein vorbestimmtes Verstärkungsmaß durch die
Verstärker 31 und 32 in der ersten Verstärkerschaltung 33
verstärkt. Diese Signale von den Verstärkern 31 und 32 werden
jeweils durch die Frequenzmodulatoren 35a und 35b in der
Freguenznioduiationsschaitung 35 in ihrer Frequenz moduliert und
die frequenzmodulierten Signale von den Frequenzniodulatoren 35a
und 35b werden dann den Bandpaßfiltern 36a und 36b in der
ersten Bandpaßfilterschaltung 36 zugeführt.
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Nach dem Empfang der frequenzmodulierten Signale von den
Frequenzmodulatoren 35a und 35b lassen die Bandpaßfilter 36a und
36b jeweils nur Frequenzkomponenten einer gewünschten
Bandbreite von den empfangenen Signalen durch. Dann werden die
Ausgangssignale von den Bandpaßfiltern 36a und 36b durch die
lichtemittierende Funksende-Diode D5 in der
Funk-Sende-Schaltung 37 zur lichtempfindlichen Funkempfangs-Diode D8 in der
Funkempfangsschaltung 38 in der Empfangseinrichtung gesandt.
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Dabei emittiert eine Diode D7 ein Lichtsignal, welches eine
Signalübertragung anzeigt. Ein LED-Treiber 34 dient zum
Betreiben der Diode D7.
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In der Empfangseinrichtung werden die durch die
lichtempfindliche Funkempfangs-Diode D8 in die Funkempfangsschaltung 38
eingegebenen Tonsignale jeweils um ein vorbestimmtes
Verstärkungsmaß durch den Transistor Q5 in der Funkempfangsschaltung
38 verstärkt. Dann filtern die Bandpaßfilter 39 und 40 in der
zweiten Bandpaßfilterschaltung 41 jeweils die verstärkten
Signale von der Funkempfangsschaltung 38, um nur
Frequenzkomponenten einer gewünschten Bandbreite durchzulassen. In der
Demodulationsschaltung 44 demodulieren die Demodulatoren 42 und
43 jeweils die Ausgangssignale von den Bandpaßfiltern 39 und 40
in die ursprünglichen Tonsignale, oder die linken und rechten
Tonsignale. Dann werden die demodulierten Tonsignale durch die
Verstärker 45 und 46 in der zweiten Verstärkerschaltung 47
verstärkt. In der zweiten Verstärkerschaltung 47 dienen der
Widerstand R1 und der Kondensator C1 und der Widerstand R2 und
der Kondensator C2 jeweils als ein Tiefpaßfilter. In der
Hörton-Ausgabeschaltung 52 werden die verstärkten linken und
rechten Tonsignale von den Verstärkern 45 und 46 in die
Leistungsverstärker 48 und 49 in Mono oder Stereo gemäß einer
Auswahl durch den Schalter SW1 eingegeben. Nach dem Empfang der
verstärkten linken und rechten Tonsignale von den Verstärkern
45 und 46 verstärken die Leistungsverstärker 48 und 49 die
empfangenen Signale jeweils um einen Hörtonpegel und geben die
verstärkten Tonsignale als Hörtonsignale durch die
Funkkopfhörer-Lautsprecher 50 und 51 aus.
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Die herkömmliche Sende- und Empfangseinrichtung für den
Funkkopfhörer des Analogtyps weist jedoch einen Nachteil darin auf,
daß die Einrichtung rauschempfindlich ist. Daher kann, wenn die
Einrichtung die Tonsignale unter Verwendung von
Infrarotstrahlung überträgt, eine Fehlfunktion gemäß einer
Richtung des Fernsehers oder der Audioanlage auftreten. Ferner kann
eine Interferenz aufgrund eines Infrarotstrahlungssignals von
anderen Systemen auftreten.
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Im Stand der Technik sind ferner andere Typen von Sende- und
Empfangseinrichtungen beschrieben. Z.B. ist in Elektor
Electronics Februar 1988, Seiten 63-65 ein kostengünstiger analoger
Infrarotsender und Empfänger zur Verwendung mit einem Paar von
Kopfhörer beschrieben, welche zu einem Betrieb in einem
typischen "Wohnraumabstand" in der Lage sind. Im Gegensatz dazu
ist in der JP-A-59 194 541 eine digitale Sende- und
Empfangseinrichtung beschrieben, welche im optischen Bereich
arbeitet.
Zusammenfassung der Erfindung
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Die vorliegende Erfindung versucht, die vorangehend angegebenen
Probleme des Standes der Technik zu lösen. Es ist daher eine
Aufgabe der vorliegenden Erfindung, eine Sende- und
Empfangseinrichtung für einen Funkkopfhörer des digitalen Typs
vorzusehen, welche Tonsignale von einem Fernseher oder einer
Audioanlage in einer Frequenzmodulations-(FM)-Weise
verarbeitet, die FM-verarbeiteten Tonsignale in einer digitalen
Sendeweise drahtlos überträgt und die übertragenen Tonsignale
drahtlos in einer digitalen Empfangsweise empfängt.
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Gemäß der vorliegenden Erfindung ist eine Sende- und
Empfangseinrichtung für einen Funkkopfhörer vorgesehen, umfassend: ein
Sendemittel zur Frequenzmodulation eines Tonsignals und zum
Senden des frequenzmodulierten Tonsignals mit einer
Infrarotstrahlung, welche das Signal trägt, und ein Empfangsmittel zum
Empfangen des von dem Sendemittel gesandten Signals und zum
Deniodulieren des empfangenen Signals in das ursprüngliche
Tonsignal, dadurch gekennzeichnet, daß das Sendemittel ferner
Mittel umfaßt zum Demodulieren eines empfangenen
Rundfunktonsignals in ein digitales Tonsignal und zum Aufteilen des
digitalen Tonsignals in drei Kanaldaten, wobei das digitale
Tonsignal in seiner Frequenz gemäß vorbestimmten Trägerfrequenzen
entsprechend Inhalten von Kanaldaten moduliert wird, wobei das
Empfangsmittel ferner Mittel zum Umwandeln des demodulierten
digitalen Tonsignals in ein analoges Tonsignal und zum Ausgeben
des analogen Tonsignals umfaßt.
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Beispiele von Ausführungsformen der vorliegenden Erfindung
werden nun mit Bezug auf die Zeichnungen beschrieben, in
welchen:
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Figur 1 Blockdiagramm einer herkömmlichen Sendeeinrichtung für
einen Funkkopfhörer des Analogtyps ist;
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Figur 2 ein Blockdiagramm einer herkömmlichen
Empfangseinrichtung für einen Funkkopfhörer des Analogtyps ist;
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Figur 3 ein Blockdiagramm einer Sendeeinrichtung für einen
Funkkopfhörer des Digitaltyps gemäß einer Ausführungsform der
vorliegenden Erfindung ist;
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Figur 4 ein Blockdiagramm einer Empfangseinrichtung für den
Funkkopfhörer des Digitaltyps gemäß einer Ausführungsform der
vorliegenden Erfindung ist;
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Figur 5 ein Blockdiagramm einer D/A-Wandler-Schaltung in der
Empfangseinrichtung der Figur 4 ist;
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Figuren 6a bis 6d Wellendiagramme von digitalen Signalen gemäß
einer Ausführungsform der vorliegenden Erfindung sind.
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Zunächst wird ein Aufbau einer Sende- und Empfangseinrichtung
für einen Funkkopfhörer des Digitaltyps gemäß einer
Ausführungsform der vorliegenden Erfindung mit Bezug auf die Figuren
3 bis 5 beschrieben.
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Mit Bezug auf Figur 3 ist ein Blockdiagramm einer
Sendeeinrichtung für einen Funkkopfhörer des Digitaltyps gezeigt. Wie
in dieser Zeichnung gezeigt, umfaßt die Sendeeinrichtung eine
Demodulationsschaltung 21, umfassend einen
Quadratphasen(QPSK)-Demodulator 1 und einen Tondemodulator 2 zum Empfangen
eines Rundfunktonsignals, welches in einer QPSK-Sendeweise
übertragen wird, zum Demodulieren des empfangenen Rundfunk-
Tonsignals in ein digitales Tonsignal und zum Aufteilen des
digitalen Tonsignals in drei Kanaldaten, eine erste Hörton-
Ausgabeschaltung 22, umfassend einen D/A-Wandler 3, einen
ersten Verstärker 4 und einen Lautsprecher 5, um das digitale
Tonsignal von der Demodulationsschaltung 21 in ein analoges
Signal umzuwandeln, das analoge Signal um ein vorbestimmtes
Verstärkungsmaß zu verstärken und das verstärkte Signal durch
den Lautsprecher 5 auszugeben, eine
Frequenzmodulationsschaltung 23, umfassend Trägerfrequenzmodulatoren 6a bis 6c und
Frequenzoszillatoren F1 bis F3, um jeweils die drei Kanaldaten
von der Demodulationsschaltung 21 in ihrer Frequenz zu
modulieren, eine Verstärkerschaltung 24, umfassend Verstärker 7a
bis 7c, um die Ausgangssignale von der
Frequenzmodulationsschaltung 23 jeweils um einen vorbestimmten Sendepegel zu
verstärken, und eine Funksendeschaltung 25, umfassend
Infrarotsender 8a bis 8c mit Transistoren Q1 bis Q3 und
lichtemittierenden Funksende-Dioden D1 bis D3, um Ausgangssignale von der
Verstärkerschaltung 24 mit Infrarotstrahlen, welche die Signale
tragen, zu übertragen.
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Mit Bezug auf die Figur 4 ist ein Blockdiagramm einer
Empfangsschaltung für den Funkkopfhörer des Digitaltyps gemäß
einer Ausführungsform der vorliegenden Erfindung gezeigt. Wie
in dieser Zeichnung gezeigt, umfaßt die Empfangsschaltung eine
Funkempfangsschaltung 36, umfassend eine lichtempfindliche
Funkempfangs-Diode D4 und einen Vorverstärker 9, um von der
Funksendeschaltung 25 in der Sendeeinrichtung gesandte Signale
zu empfangen und die empfangenen Signale um ein vorbestimmtes
Verstärkungsmaß zu verstärken, eine Bandpaßfilterschaltung 27,
umfassend Bandpaßfilter 10a bis 10c zum Filtern jeweils der
Ausgangssignale von der Funkempfangsschaltung 28, um nur
Frequenzkomponenten einer gewünschten Bandbreite entsprechend
jeweiligen Kanaldaten durchzulassen, eine
Hüllkurven-Erfassungsschaltung 28, umfassend Hüllkurven-Detektoren 11a bis 11c,
um Hüllkurven der jeweiligen Kanaldaten aus Ausgangssignalen
der Bandpaßfilterschaltung 27 zu erfassen, eine D/A-Wandler-
Schaltung 12 zum Umwandeln von Ausgangssignalen von der
Hüllkurven-Erfassungsschaltung 28 in analoge Tonsignale, und
eine zweite Hörton-Ausgabeschaltung 29, umfassend
Leistungsverstärker 13a und 13b und Laustprecher 14a und 14b, um
analoge Tonsignale von der D/A-Wandler-Schaltung 12 jeweils um
ein vorbestimmtes Verstärkungsmaß zu verstärken und die
verstärkten Tonsignale jeweils durch die Lautsprecher 14a und 14b
aus zugeben.
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Mit Bezug auf die Figur 5 ist ein Blockdiagramm der
D/A-Wandler-Schaltung 12 in der Empfangseinrichtung gezeigt. Die D/A-
Wandler-Schaltung 21 umfaßt eine Timing-Steuervorrichtung 15
zum Steuern eines Timings eines Ausgangssignals von der
Hüllkurven-Erfassungsschaltung 28, einen
Digitaldaten-Zwischenspeicher zum Zwischenspeichern eines Ausgangssignals von der
Timing-Steuervorrichtung 15, einen Daten-Zwischenspeicher 17
für den rechten Kanal zum Zwischenspeichern von Daten des
rechten Kanals eines Ausgangssignals von dem
Digitaldaten-Zwischenspeicher 16, einen Daten-Zwischenspeicher 18 für den
linken Kanal zum Zwischenspeichern von Daten des linken Kanals des
Ausgangssignals von dem Digitaldaten-Zwischenspeicher 16, einen
D/A-Wandler 12a zum Umwandeln der Digitaldaten des Daten-
Zwischenspeichers 18 des linken Kanals in das linke analoge
Tonsignal, und einen D/A-Wandler 12b zum Umwandeln der
Digitaldaten von dem Daten-Zwischenspeicher 17 des rechten Kanals
in das rechte analoge Tonsignal.
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Nun wird der Betrieb der Sende- und Empfangseinrichtung für den
Funkkopfhörer des Digitalstyps mit dem vorangehenden Aufbau mit
Bezug auf die Figur 6 detailliert beschrieben.
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Zunächst wird, wenn der Fernseher ein digitales Tonsignal SO
empfängt, welches in der QPSK-Sendeweise (digitale Sendeweise)
von einer Rundfunkstation übertragen wird, in der
Sendeeinrichtung das digitale Tonsignal SO durch den QPSK-Demodulator 1
in der Demodulationsschaltung 21 in ein digitales Signal
demoduliert. Das digitale Signal von dem QPSK-Demodulator 1
wird in ein digitales Tonsignal demoduliert, und dieses
digitale Tonsignal wird in digitale Tondaten S1, Timing-Daten S2
und digitale Kanalinformationsdaten S3 durch den ersten
Demodulator 2 in der Demodulationsschaltung 21 aufgeteilt.
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In der ersten Hörton-Ausgabeschaltung 22 wandelt der
D/A-Wandler 3 die digitalen Tondaten S1, die Timing-Daten S2 und die
digitalen Kanalinformationsdaten S3 von der
Demodulationsschaltung 21 in ein analoges Signal um. Dann wird das analoge
Signal von dem D/A-Wandler 3 um einen Hörtonpegel durch den
ersten Verstärker 4 verstärkt und das verstärkte Signal wird
als ein Hörtonsignal durch den Lautsprecher 5 in dem Fernseher
ausgegeben.
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Wie in den Figuren 6a bis 6c gezeigt, sind die digitalen
Tondaten S1 ein Tondatenwert, welcher von der Rundfunkstation
übertragen wird, die digitalen Daten S2 sind Taktdaten für eine
Synchronisation der digitalen Tondaten S1 und die digitalen
Kanalinformationsdaten S3 zeigen an, ob die digitalen Tondaten
S1 ein Mono-Signal oder ein Stereo-Signal sind.
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Ferner werden die digitalen Tondaten, die Timing-Daten S2 und
die digitalen Kanalinformationsdaten S3 von der
Demodulationsschaltung 21 in die FrequenzModulationsschaltung 23 eingegeben.
In der Frequenzmodulationsschaltung 23 werden die digitalen
Tondaten S1, die Timing-Daten S2 und die digitalen
Kanalinformationsdaten S3 jeweils durch die
Trägerfrequenzmodulatoren 6a bis 6c gemäß Trägerfrequenzen von den
Frequenzoszillatoren F1 bis F3 jeweils in ihrer Frequenz moduliert, wie in
Figur 6d gezeigt. Typischerweise kann der Verwender bei der
Trägermodulation direkt die Frequenzoszillatoren F1 bis F3
einstellen, um die Modulationsfrequenzen einzustellen. Daher
kann eine Interferenz aufgrund eines Infrarotstrahlungssignals
von anderen Systemen am gleichen Ort vermieden werden.
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Dann werden die digitalen Tondaten S1, die Timing-Daten S2 und
die digitalen Kanalinformationsdaten S3 von der
Frequenzmodulationsschaltung
23 jeweils um einen vorbestimmten Sendepegel
durch die Verstärker 7a bis 7c in der Verstärkerschaltung 24
verstärkt. Dann werden die verstärkten Daten von der
Verstärkerschaltung 24 mit Infrarotstrahlen, welche die Daten tragen,
durch die Infrarotsender 8a bis 8c in der Funksendeschaltung 25
zur Empfangseinrichtung übertragen.
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In der Empfangseinrichtung empfängt die Funkempfangsschaltung
26 die digitalen Tondaten S1, die Timing-Daten S2 und die
digitalen Kanalinformationsdaten S3, welche von der
Funksendeschaltung 25 in der Sendeeinrichtung übertragen werden, durch
die lichtempfindliche Funkempfangs-Diode D4 darin und verstärkt
die empfangenen Daten um ein vorbestimmtes Verstärkungsmaß
durch den Vorverstärker 9 darin. Das verstärkte Signal von der
Funkempfangsschaltung 26 wird an die Bandpaßfilterschaltung 27
angelegt.
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Nach dem Empfang des verstärkten Signals von der
Funkempfangsschaltung 26 filtern die Bandpaßfilter 10a bis 10c in der
Bandpaßfilterschaltung 27 jeweils das verstärkte Signal von der
Funkempfangsschaltung 26, um nur Frequenzkomponenten einer
gewünschten Bandbreite durchzulassen, welche den digitalen
Tondaten S1, den Timing-Daten S2 und den digitalen
Kanalinformationsdaten S3 entsprechen. Dann erfassen die
Hüllkurven-Detektoren 11a bis 11c in der Hüllkurven-Erfassungsschaltung 28
die Hüllkurven der jeweiligen entsprechenden Daten, d.h. der
digitalen Tondaten S1, der Timing-Daten S2 und der digitalen
Kanalinformationsdaten S3 aus den Ausgangssignalen von der
Bandpaßfilterschaltung 27 und geben die erfaßten Hüllkurven der
jeweiligen Daten zur D/A-Wandler-Schaltung 12 aus.
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Die D/A-Wandler-Schaltung 12 wandelt die erfaßten Hüllkurven
der digitalen Tondaten S1, der Timing-Daten S2 und der
digitalen Kanalinformationsdaten S3 aus der
Hüllkurven-Erfassungsschaltung 28 in analoge Tonsignale um und gibt die analogen
Tonsignale zur zweiten Hörton-Ausgabeschaltung 29 aus. Dann
werden in der zweiten Hörton-Ausgabeschaltung 29 die analogen
Tonsignale von dem D/A-Wandler 12 jeweils um einen Hörtonpegel
durch die Leistungsverstärker 13a und 13b verstärkt und die
verstärkten Signale werden als Hörton-Signale durch die
Lautsprecher 14a und 14b ausgegeben.
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Wenn man sich wieder auf die Figur 5 bezieht, so steuert nach
dem Empfang der Tondaten Sl und der Timing-Daten 52 die Timing-
Steuervorrichtung 15 in dem D/A-Wandler 12 ein Timing der
digitalen Tondaten S1 synchron zu den Timing-Daten S2. Dann
werden die digitalen Tondaten S1 von der
Timing-Steuervorrichtung 15 in dem digitalen Daten-Zwischenspeicher 16
zwischengespeichert. Die digitalen Tondaten S1 in dem digitalen
Daten-Zwischenspeicher 16 werden dann in dem
Daten-Zwischenspeicher 18 für den linken Kanal oder dem
Daten-Zwischenspeicher 16 für den rechten Kanal oder in beiden
zwischengespeichert, gemäß einem Inhalt der digitalen Kanalinformationsdaten
S3. Dann wandelt der D/A-Wandler 12a die digitalen Daten von
dem Daten-Zwischenspeicher 18 für den linken Kanal in das linke
analoge Tonsignal S4 um, und der D/A-Wandler 12b wandelt die
digitalen Daten von dem Daten-Zwischenspeicher 17 für den
rechten Kanal in das rechte analoge Tonsignal S5 um. Diese
analogen Tonsignale S4 und S5 werden zu der zweiten Hörton-
Ausgabeschaltung 29 geliefert.
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Wie vorangehend beschrieben, ist gemäß der vorliegenden
Erfindung die Sende- und Empfangseinrichtung für den Funkkopfhörer
des Digitaltyps vorgesehen, welche Tonsignale von dem Fernseher
oder einer Audioanlage in einer Frequenzmodulations-(FM)-Weise
verarbeitet, die FM-verarbeiteten Signale drahtlos in einer
digitalen Sendeweise überträgt und die übertragenen Tonsignale
drahtlos in einer digitalen Empfangsweise empfängt. Daher kann
der Verwender durch den Funkkopfhörer den rauschfreien Ton
hören. Ferner kann, da der Verwender direkt die
Modulationsfrequenzen einstellen kann, eine Interferenz
aufgrund eines Infrarotstrahlungssignals von anderen Systemen am
gleichen Ort vermieden werden.