JP2011155427A - Magnetic resonance type radio sound transmission device, magnetic resonance type radio sound reception device, and magnetic resonance type radio sound transmission system - Google Patents

Magnetic resonance type radio sound transmission device, magnetic resonance type radio sound reception device, and magnetic resonance type radio sound transmission system Download PDF

Info

Publication number
JP2011155427A
JP2011155427A JP2010014970A JP2010014970A JP2011155427A JP 2011155427 A JP2011155427 A JP 2011155427A JP 2010014970 A JP2010014970 A JP 2010014970A JP 2010014970 A JP2010014970 A JP 2010014970A JP 2011155427 A JP2011155427 A JP 2011155427A
Authority
JP
Japan
Prior art keywords
magnetic resonance
signal
resonance type
transmission
type radio
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Pending
Application number
JP2010014970A
Other languages
Japanese (ja)
Inventor
Yasuo Hamamoto
康男 濱本
Keisuke Kinoshita
圭介 木下
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Panasonic Corp
Original Assignee
Panasonic Corp
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Panasonic Corp filed Critical Panasonic Corp
Priority to JP2010014970A priority Critical patent/JP2011155427A/en
Publication of JP2011155427A publication Critical patent/JP2011155427A/en
Pending legal-status Critical Current

Links

Images

Landscapes

  • Near-Field Transmission Systems (AREA)

Abstract

<P>PROBLEM TO BE SOLVED: To solve a problem wherein, in an output device for outputting sound, even when a sound signal is received and reproduced by radio transmission, power must be supplied through a wire. <P>SOLUTION: This magnetic resonance type radio sound transmission device is equipped with: a resonance frequency oscillator 3 for oscillating a specific frequency; a stream modulator 2 for generating a serial signal becoming a sound signal by a low-pass filtration process; a transmission modulator 4 for converting the serial signal to a modulation signal modulated by a specific frequency; a power amplifier 5 for subjecting the modulation signal to power amplification; and resonators 6, 7 for subjecting the modulation signal subjected to the power amplification to magnetic resonance with a specific frequency. Power is then wirelessly transmitted along with sound, and a wireless speaker without an AC cord is provided. <P>COPYRIGHT: (C)2011,JPO&INPIT

Description

本発明は、磁気共振を利用して無線で音声と電力を送信する送信機と、磁気共振を利用して無線で音声を受信する受信機と、送受信機を組み合わせた磁気共振型無線音声伝送システムに関するものである。   The present invention relates to a magnetic resonance type wireless audio transmission system in which a transmitter that wirelessly transmits sound and power using magnetic resonance, a receiver that wirelessly receives sound using magnetic resonance, and a transceiver are combined. It is about.

従来の無線音声伝送受信技術としては、送信機からは音声データを伝送し、受信機では受信した音声を外部電源で駆動するスピーカで出力するものがあった。(例えば、特許文献1参照)。   As a conventional wireless audio transmission reception technology, there is one in which audio data is transmitted from a transmitter, and the received audio is output by a speaker driven by an external power source. (For example, refer to Patent Document 1).

図15は、特許文献1に記載された従来の無線音声送受信システムを示すブロック図である。図15において、100は無線音楽プレーヤ、101は無線スピーカ、102は電源部である。音楽プレーヤー100は内部にBluetoothなどの無線通信部103を備える。電源部は、AC/DCコンバータ108、充電部109で構成される。無線スピーカ101は、Bluetoothなどの無線通信部104、充電式電池105、スピーカ駆動手段(パワーアンプ)106、スピーカ107で構成される。   FIG. 15 is a block diagram showing a conventional wireless audio transmission / reception system described in Patent Document 1. In FIG. In FIG. 15, 100 is a wireless music player, 101 is a wireless speaker, and 102 is a power supply unit. The music player 100 includes a wireless communication unit 103 such as Bluetooth. The power supply unit includes an AC / DC converter 108 and a charging unit 109. The wireless speaker 101 includes a wireless communication unit 104 such as Bluetooth, a rechargeable battery 105, speaker driving means (power amplifier) 106, and a speaker 107.

音楽プレーヤー100において再生された音楽データは無線通信部103で無線スピーカ101に送信される。無線スピーカ101では、無線通信部104で音楽プレーヤーから送信された音楽データを受信し、スピーカ駆動手段106で電力増幅され107のスピーカを駆動し音声が演奏される。無線通信分104とスピーカ駆動手段106は充電式電池105から電力供給が行われ電子回路が動作するようになっている。また、充電式電池109は、充電部109により外部給電され電力を充電する。そして、充電部109はAC/DCコンバータを介してAC電源から有線で電力が供給される仕組みになっている。この構成により、音楽プレーヤー100から無線伝送された音声データは無線スピーカで演奏可能となる。   Music data reproduced by the music player 100 is transmitted to the wireless speaker 101 by the wireless communication unit 103. In the wireless speaker 101, music data transmitted from the music player is received by the wireless communication unit 104, power is amplified by the speaker driving means 106, and the speaker 107 is driven to play a sound. The wireless communication unit 104 and the speaker driving means 106 are supplied with power from the rechargeable battery 105 so that the electronic circuit is operated. In addition, the rechargeable battery 109 is externally fed by the charging unit 109 to charge power. The charging unit 109 is configured such that power is supplied in a wired manner from an AC power source via an AC / DC converter. With this configuration, audio data wirelessly transmitted from the music player 100 can be played with a wireless speaker.

特開2008−278328号公報JP 2008-278328 A

しかしながら従来の従来の無線音声伝送受信技術では、無線で音声データのみを伝送し電力を無線伝送しないため、受信側でAC電源を用いた電力供給や充電池が必要で、スピーカの完全な無線化が出来ないと言う課題を有していた。   However, in the conventional wireless audio transmission reception technology of the prior art, only audio data is transmitted wirelessly and power is not wirelessly transmitted. Therefore, a power supply using an AC power source or a rechargeable battery is required on the receiving side, and the speaker is completely wireless. Had the problem of not being able to.

本発明は、前記従来の課題を解決するもので、受信側のスピーカにAC電源供給や充電池が不要な完全なる無線スピーカを提供することを目的とする。   The present invention solves the above-described conventional problems, and an object thereof is to provide a complete wireless speaker in which an AC power supply and a rechargeable battery are not required for a speaker on the receiving side.

前記従来の課題を解決するために、本発明の磁気共振型無線音声送信装置は、特定周波数を発振する共振周波数発振器と、低域濾過処理により音声信号となるシリアル信号を生成するストリーム変調器と、前記シリアル信号を前記特定周波数で変調した変調信号に変換する伝送変調器と、前記変調信号を電力増幅する電力増幅器と、電力増幅された前記変調信号を前記特定周波数で磁気共振させる共振器と、を具備する。   In order to solve the above-described conventional problems, a magnetic resonance type wireless audio transmission apparatus according to the present invention includes a resonance frequency oscillator that oscillates a specific frequency, and a stream modulator that generates a serial signal that becomes an audio signal by low-pass filtering. A transmission modulator that converts the serial signal into a modulated signal modulated at the specific frequency, a power amplifier that amplifies the power of the modulated signal, and a resonator that magnetically resonates the modulated signal at the specific frequency. Are provided.

また、本発明の磁気共振型無線音声受信装置は、特定周波数で磁気共振する共振器と、前記共振器からの入力を復調し、シリアル信号を復元する伝送復調器と、前記シリアル信号を低域濾過処理により音声信号に変換するするローパスフィルターと、前記音声信号を出力するスピーカと、を具備する。   In addition, the magnetic resonance type wireless audio receiving apparatus of the present invention includes a resonator that magnetically resonates at a specific frequency, a transmission demodulator that demodulates an input from the resonator and restores a serial signal, and a low frequency band of the serial signal. A low-pass filter that converts the sound signal into a sound signal by filtering; and a speaker that outputs the sound signal.

上記の磁気共振型無線音声送信装置と、磁気共振型無線音声受信装置を用いて、磁気共振型無線音声伝送システムを構成する。   A magnetic resonance type wireless audio transmission system is configured by using the above magnetic resonance type radio audio transmitting apparatus and magnetic resonance type radio audio receiving apparatus.

以上により、音声と共に電力をも無線伝送を行い、ACコードの無い無線スピーカを提供することが出来る。   As described above, it is possible to wirelessly transmit power as well as voice and provide a wireless speaker without an AC code.

本発明の磁気共振型無線音声送信装置、磁気共振型無線音声受信装置、及び、磁気共振型無線音声伝送システムによれば、従来行えなかった受信側無線スピーカの完全配線レスにより、スピーカの設置の自由度や容易性を向上させることが出来る。   According to the magnetic resonance type wireless audio transmission device, magnetic resonance type radio audio reception device, and magnetic resonance type radio audio transmission system of the present invention, it is possible to install the speaker by completely eliminating the wiring of the reception side radio speaker which could not be performed conventionally. The degree of freedom and ease can be improved.

実施の形態1における磁気共振型無線音声送信装置、磁気共振型無線音声受信装置、及び、磁気共振型無線音声伝送システムのブロック構成図Block configuration diagram of a magnetic resonance type wireless audio transmission device, a magnetic resonance type wireless audio reception device, and a magnetic resonance type radio audio transmission system according to Embodiment 1 実施の形態1におけるストリーム変調器のパルス幅変調器を表すブロック構成図Block configuration diagram showing a pulse width modulator of a stream modulator in the first embodiment 実施の形態1における音声信号波形と鋸歯状波形とパルス幅変調信号波形を表す波形図Waveform diagram showing audio signal waveform, sawtooth waveform, and pulse width modulation signal waveform in the first embodiment 実施の形態1におけるストリーム変調器のパルス密度変調器を表すブロック構成図Block configuration diagram showing a pulse density modulator of the stream modulator in the first embodiment 実施の形態1および実施の形態2における共振周波数発振器のブロック構成図Block configuration diagram of resonant frequency oscillator in the first and second embodiments 実施の形態1における振幅変調波形を表す波形図Waveform diagram showing an amplitude modulation waveform in the first embodiment 実施の形態1および実施の形態2における電力増幅器を表すブロック構成図Block configuration diagram showing a power amplifier in the first embodiment and the second embodiment 実施の形態1および実施の形態2におけるLC共振器の共振特性を表す特性図Characteristic diagram showing resonance characteristics of LC resonator in Embodiment 1 and Embodiment 2 実施の形態1における伝送復調器を表すブロック構成図Block configuration diagram showing a transmission demodulator in the first embodiment 実施の形態1における全波整流後の信号波形を表す波形図Waveform diagram showing a signal waveform after full-wave rectification in the first embodiment 実施の形態1におけるスピーカを駆動する信号波形を表す波形図Waveform diagram showing a signal waveform for driving the speaker in the first embodiment 実施の形態2における磁気共振型無線音声送信装置、磁気共振型無線音声受信装置、及び、磁気共振型無線音声伝送システムのブロック構成図Block configuration diagram of a magnetic resonance type wireless audio transmission device, a magnetic resonance type radio audio reception device, and a magnetic resonance type radio audio transmission system according to Embodiment 2 実施の形態2における3値ストリーム波形を表す波形図Waveform diagram representing a ternary stream waveform in the second embodiment 実施の形態2における3値ストリーム波形の変調後波形を表す波形図Waveform diagram showing a post-modulation waveform of the ternary stream waveform in the second embodiment 従来の無線音声送受信システムを表すブロック構成図Block diagram showing a conventional wireless audio transmission / reception system

(実施の形態1)
図1は、本実施の形態における磁気共振型無線音声送信装置、磁気共振型無線音声受信装置、及び、磁気共振型無線音声伝送システムを表す構成図である。図1において、1は入力端子、2はストリーム変調器、3は共振周波数発振器、4は伝送変調器、5は電力増幅器、6、7は共振周波数frのLC共振器、8は伝送復調器、9はローパスフィルター、10はスピーカである。このように構成された磁気共振型無線音声送信装置、磁気共振型無線音声受信装置、及び、磁気共振型無線音声伝送システムに関して、以下に図面を用いて詳細を説明する。
(Embodiment 1)
FIG. 1 is a configuration diagram illustrating a magnetic resonance type wireless audio transmission device, a magnetic resonance type radio audio reception device, and a magnetic resonance type radio audio transmission system according to the present embodiment. In FIG. 1, 1 is an input terminal, 2 is a stream modulator, 3 is a resonant frequency oscillator, 4 is a transmission modulator, 5 is a power amplifier, 6 and 7 are LC resonators having a resonant frequency fr, 8 is a transmission demodulator, 9 is a low-pass filter, and 10 is a speaker. Details of the magnetic resonance type wireless audio transmission apparatus, the magnetic resonance type radio audio reception apparatus, and the magnetic resonance type radio audio transmission system configured as described above will be described below with reference to the drawings.

図1において、入力端子1より音声が入力される、入力された音声は、ストリーム変調器2で低域濾過を行うことにより音声信号となる形態の1ビットシリアル信号に変換される。1ビットシリアル信号は、例えば、パルス幅変調(Pulse Width Modulation:PWM)やパルス密度変調(Pulse Density Modulation:PDM)である。   In FIG. 1, a sound is input from an input terminal 1. The input sound is converted into a 1-bit serial signal in a form that becomes a sound signal by performing low-pass filtering in the stream modulator 2. The 1-bit serial signal is, for example, pulse width modulation (PWM) or pulse density modulation (PDM).

図2はパルス幅変調を行う場合の1ビット変調器2の構成図である。11は入力端子、12は鋸歯状波発生器、13は比較器、14は出力端子である。入力端子11より入力された音声信号sig(t)は、比較器13のマイナス入力に入力され、同時に鋸歯状波発生器で生成された鋸歯状波k(t)が比較器13のプラス入力に入力され、比較器13よりパルス幅変調信号pwm(t)が出力される。   FIG. 2 is a configuration diagram of the 1-bit modulator 2 when performing pulse width modulation. 11 is an input terminal, 12 is a sawtooth wave generator, 13 is a comparator, and 14 is an output terminal. The audio signal sig (t) input from the input terminal 11 is input to the minus input of the comparator 13, and simultaneously the sawtooth wave k (t) generated by the sawtooth wave generator is applied to the plus input of the comparator 13. The pulse width modulation signal pwm (t) is output from the comparator 13.

図3(a)、(b)は比較器13の入出力波形で、音声信号sig(t)がパルス幅変調信号pwm(t)に変換される様子を表している。図3(a)において鋸歯状波k(t)と音声信号sig(t)が比較され、図3(b)のpwm(t)が出力される。すなわち、sig(t)≧k(t)の時pwm(t)=1、sig(t)<k(t)の時pwm(t)=0を出力する。このpwm(t)は、低域濾過によりsig(t)が復元される信号波形である。尚、パルス幅変調信号を生成するために用いる鋸歯状波は、三角波で置き換えても良い。   FIGS. 3A and 3B show input / output waveforms of the comparator 13 and show how the audio signal sig (t) is converted into the pulse width modulation signal pwm (t). In FIG. 3A, the sawtooth wave k (t) and the audio signal sig (t) are compared, and pwm (t) in FIG. 3B is output. That is, pwm (t) = 1 is output when sig (t) ≧ k (t), and pwm (t) = 0 is output when sig (t) <k (t). This pwm (t) is a signal waveform in which sig (t) is restored by low-pass filtering. The sawtooth wave used for generating the pulse width modulation signal may be replaced with a triangular wave.

次に、パルス幅信号pwm(t)は伝送変調器4に入力され、共振周波数発振器3で発振した周波数frでAM変調が掛けられる。共振周波数発振器3は、例えば図5で構成される。   Next, the pulse width signal pwm (t) is input to the transmission modulator 4 and subjected to AM modulation at the frequency fr oscillated by the resonant frequency oscillator 3. The resonant frequency oscillator 3 is configured, for example, in FIG.

図5において21は水晶振動子、22はCMOSインバーター、23は抵抗器、24、25はコンデンサ、26は出力端子である。CMOSインバーター22は抵抗器23でセルフバイアスが掛けられ、周波数frの急峻なバンドパスフィルター特性を持つ水晶振動子21と接続され、正確な周波数frの発振を行う。周波数frの信号はsin(2π×fr×t)の数式で表される。周波数frは、先程のパルス幅変調信号pwm(t)と共に伝送変調器4に入力され、伝送変調器の中で両者を掛け合わし、振幅変調出力am(t)=pwm(t)×sin(2π×fr×t)を得る。   In FIG. 5, 21 is a crystal resonator, 22 is a CMOS inverter, 23 is a resistor, 24 and 25 are capacitors, and 26 is an output terminal. The CMOS inverter 22 is self-biased by a resistor 23 and is connected to a crystal resonator 21 having a steep band-pass filter characteristic of a frequency fr, and oscillates at an accurate frequency fr. The signal of the frequency fr is expressed by a mathematical expression of sin (2π × fr × t). The frequency fr is input to the transmission modulator 4 together with the previous pulse width modulation signal pwm (t) and multiplied in the transmission modulator to obtain an amplitude modulation output am (t) = pwm (t) × sin (2π Xfr * t).

図6はam(t)の信号波形を示しており、pwm(t)=1の時に周波数frのみが存在し、pwm(t)=0の時には信号が0になることを示している。   FIG. 6 shows a signal waveform of am (t), indicating that only the frequency fr exists when pwm (t) = 1, and that the signal becomes 0 when pwm (t) = 0.

振幅変調出力am(t)は、次に、電力増幅器5に入力され送信用の電力増幅がなされる。
電力増幅器は増幅効率と変調信号の特性を考慮すると、図7に示す増幅回路で、周波数frを効率良く増幅するのが良い。
The amplitude modulation output am (t) is then input to the power amplifier 5 to be amplified for transmission.
Considering the amplification efficiency and the characteristics of the modulation signal, the power amplifier should amplify the frequency fr efficiently with the amplifier circuit shown in FIG.

図7は、スイッチング型の増幅器を構成しており、27は入力端子、28は駆動回路、29、30はトランジスタS1、S2、31はバンドパスフィルター、32はマッチング回路である。入力端子27より入力された振幅変調信号am(t)は駆動回路28を経て、周波数frで2つのトランジスタをスイッチング動作させることにより増幅を行う。スイッチング出力は、通過周波数frのバンドパスフィルターを通した後にマッチング回路でインピーダンスマッチングを取り、出力端子33に出力される。出力信号は、共振周波数frを有するLC共振器に入力され、磁気共振現象を利用して受信側のLC共振器7に送られる。   7 shows a switching-type amplifier, 27 is an input terminal, 28 is a drive circuit, 29 and 30 are transistors S1, S2, and 31 are band-pass filters, and 32 is a matching circuit. The amplitude modulation signal am (t) input from the input terminal 27 passes through the drive circuit 28 and is amplified by switching the two transistors at the frequency fr. The switching output passes through a bandpass filter having a pass frequency fr, and then impedance matching is performed by a matching circuit, and is output to the output terminal 33. The output signal is input to an LC resonator having a resonance frequency fr, and is sent to the LC resonator 7 on the reception side using a magnetic resonance phenomenon.

図8はLC共振器の特性の一例を示しており、特定周波数frでのみ高効率で電力が、LC共振器6からLC共振器7に伝送されることを示している。高効率は送信インピーダンスと受信インピーダンスがマッチングしている状態で達成される。LC共振器7で受信した電力増幅された振幅変調信号は、伝送復調器8で復調がなされる。   FIG. 8 shows an example of the characteristics of the LC resonator, and shows that power is transmitted from the LC resonator 6 to the LC resonator 7 with high efficiency only at the specific frequency fr. High efficiency is achieved when the transmission impedance and the reception impedance are matched. The power-amplified amplitude modulated signal received by the LC resonator 7 is demodulated by the transmission demodulator 8.

伝送復調器8は、図9で示されるように構成されている。34は入力端子、35はマッチング回路、36は整流器、37は包絡線検波器、38は出力端子である。入力端子34より入力された振幅変調信号は、インピーダンスをマッチングさせ高効率を実現するマッチング回路35を経て、整流器36に入力される。整流器36は全波整流器で通常は4本のダイオードのブリッジ回路によって実現される。   The transmission demodulator 8 is configured as shown in FIG. Reference numeral 34 is an input terminal, 35 is a matching circuit, 36 is a rectifier, 37 is an envelope detector, and 38 is an output terminal. The amplitude modulation signal input from the input terminal 34 is input to the rectifier 36 through a matching circuit 35 that matches impedance and realizes high efficiency. The rectifier 36 is a full-wave rectifier and is usually realized by a bridge circuit of four diodes.

図10は、整流器36の出力で振幅変調波が全波整流された信号を示している、全波整流された信号は、包絡線検波器37で信号の包絡線が抽出されパルス幅変調波を復元する。包絡線検波器は例えばコンデンサで実現される。   FIG. 10 shows a signal in which the amplitude-modulated wave is full-wave rectified at the output of the rectifier 36. The envelope of the signal is extracted by the envelope detector 37 and the pulse-width modulated wave is extracted from the envelope detector 37. Restore. The envelope detector is realized by a capacitor, for example.

復元されたパルス幅変調は、ローパスフィルター9で低域濾過することにより図11に示す元の音声信号が復元される。この復元された音声信号は、送信側の電力増幅器5で電力増幅され、LC共振器6、7で電力を伴った伝送がされた信号から生成されるので、パワーアンプなしにスピーカを駆動することが出来る電力増幅された音声信号である。   The restored pulse width modulation is low-pass filtered by the low-pass filter 9 to restore the original audio signal shown in FIG. The restored audio signal is amplified by the power amplifier 5 on the transmission side and is generated from the signal transmitted with power in the LC resonators 6 and 7, so that the speaker is driven without the power amplifier. This is a power amplified audio signal.

図1におけるストリーム変調器はパルス幅変調(PWM)で説明をしたが、パルス密度変調(PDM)を用いてもよい。パルス密度変調は、例えば図4に示されるΔΣ変調器を用いて生成することが出来る。ΔΣ変調器の構成は、図4に示すごとく、15は入力端子、16は加算器、17は積分器、18は量子化器、19は遅延器、20は出力端子である。   Although the stream modulator in FIG. 1 has been described with pulse width modulation (PWM), pulse density modulation (PDM) may be used. The pulse density modulation can be generated by using, for example, a ΔΣ modulator shown in FIG. As shown in FIG. 4, the ΔΣ modulator has an input terminal 15, an adder 16, an integrator 17, a quantizer 18, a delay unit 19, and an output terminal 20.

アナログ信号を1ビットのビットストリームに符号化する方法としてよく用いられるものに「Δ変調符号化方式」がある。これはアナログ信号波形を階段状の波形で追跡する方法で、
・入力信号の上昇勾配が大きい時には“1”
・入力信号の下降勾配が小さい時には“0”
に符号化される。すなわちΔ変調により得られる1ビットストリームはアナログ信号の傾き、すなわち微分値の大きさを“0”,“1”の頻度で表していることになる。
There is a “Δ modulation encoding method” that is often used as a method of encoding an analog signal into a 1-bit bit stream. This is a method of tracking the analog signal waveform with a stepped waveform,
・ When the rising slope of the input signal is large, “1”
• “0” when the slope of the input signal is small
Is encoded. That is, the 1-bit stream obtained by Δ modulation represents the slope of the analog signal, that is, the magnitude of the differential value with the frequency of “0” and “1”.

上述のΔ変調に関して、入力される信号を予め積分しておけば、原信号の振幅に対応した符号化列が生成されるはずである。これが図4に示すΔΣ変調の基本構成である。図4において、入力端子15より音声信号が入力され、加算器16でフィーバック信号を減算する。その出力を積分器17で積分した後に量子化器18を用いて“1”、“0”の信号に変換しパルス密度変調信号pdm(t)を得る。pdm(t)は原信号との微分波形を生成するために1サンプルの遅延器19を経て前述の加算器16にフィードバックされ微分信号が再循環積分される。   If the input signal is integrated in advance with respect to the above-described Δ modulation, an encoded sequence corresponding to the amplitude of the original signal should be generated. This is the basic configuration of ΔΣ modulation shown in FIG. In FIG. 4, an audio signal is input from the input terminal 15, and the feedback signal is subtracted by the adder 16. The output is integrated by an integrator 17 and then converted into “1” and “0” signals by using a quantizer 18 to obtain a pulse density modulation signal pdm (t). In order to generate a differential waveform with respect to the original signal, pdm (t) is fed back to the adder 16 through the delay unit 19 of one sample, and the differential signal is recirculated and integrated.

このような構成で生成されたパルス密度変調波形も前出のパルス幅変調波形と同様にローパスフィルターで低域濾過することにより元の音声信号が復元出来る信号である。既説明のpwm(t)をpdm(t)に置き換えることにより同様な、磁気共振型無線音声伝送が行える。   The pulse density modulation waveform generated in such a configuration is also a signal that can restore the original audio signal by low-pass filtering with a low-pass filter, as in the previous pulse width modulation waveform. Similar magnetic resonance type wireless audio transmission can be performed by replacing the previously described pwm (t) with pdm (t).

かかる構成によれば、磁気共振型無線音声送信装置と磁気共振型無線音声受信装置を用いて磁気共振型無線音声伝送システムを構成することにより、配線の無い無線スピーカを提供し、配置の自由度を増すことが出来る。   According to such a configuration, the magnetic resonance type wireless audio transmission system is configured by using the magnetic resonance type wireless audio transmission device and the magnetic resonance type radio audio reception device, thereby providing a wireless speaker without wiring and the degree of freedom of arrangement. Can be increased.

(実施の形態2)
図12は、本実施の形態における磁気共振型無線音声送信装置、磁気共振型無線音声受信装置、及び、磁気共振型無線音声伝送システムを表す構成図である。図12において図1と同一の構成要素については同じ符号を用い説明を省略する。40はデータ復調器、41は増幅器、42は電力取出し器である。
(Embodiment 2)
FIG. 12 is a configuration diagram illustrating the magnetic resonance type wireless audio transmission device, the magnetic resonance type radio audio reception device, and the magnetic resonance type radio audio transmission system according to the present embodiment. In FIG. 12, the same components as those in FIG. Reference numeral 40 is a data demodulator, 41 is an amplifier, and 42 is a power extractor.

ここでは、1ビットのビットストリーム以外の多値ストリームの代表として図13に示す3値ストリームd(t)を扱う例に関して記載する。3値とは“-1”,“0”,“1”の3値であり、前述の2値のストリームと同様にローパスフィルターにより現信号が生成可能なストリームである。   Here, an example in which the ternary stream d (t) shown in FIG. 13 is handled as a representative of a multi-value stream other than a 1-bit bit stream will be described. The ternary values are three values “−1”, “0”, and “1”, and are streams in which a current signal can be generated by a low-pass filter in the same manner as the binary stream described above.

このように構成された磁気共振型無線音声送信装置、磁気共振型無線音声受信装置、及び、磁気共振型無線音声伝送システムに関して、以下に図面を用いて詳細を説明する。図12において、入力端子1より音声が入力される、入力された音声は、ストリーム変調器2で低域濾過を行うことにより音声信号となる形態の前述の3値シリアル信号d(t)に変換される。   Details of the magnetic resonance type wireless audio transmission apparatus, the magnetic resonance type radio audio reception apparatus, and the magnetic resonance type radio audio transmission system configured as described above will be described below with reference to the drawings. In FIG. 12, audio is input from the input terminal 1. The input audio is converted into the above-described ternary serial signal d (t) in the form of an audio signal by performing low-pass filtering by the stream modulator 2. Is done.

次に、3値ストリーム信号d(t)は伝送変調器4に入力され、共振周波数発振器3で発振した周波数frでAM変調が掛けられる。共振周波数発信器3は、実施の形態1と同様に図5の構成で示されるもので実現が可能である。3値ストリーム信号d(t)に共振周波数発信器3を適用した場合の動作は以下のものとなる。   Next, the ternary stream signal d (t) is input to the transmission modulator 4 and subjected to AM modulation at the frequency fr oscillated by the resonant frequency oscillator 3. The resonant frequency oscillator 3 can be realized by the configuration shown in FIG. 5 as in the first embodiment. The operation when the resonant frequency transmitter 3 is applied to the ternary stream signal d (t) is as follows.

周波数frの信号はsin(2π×fr×t)の数式で表される。周波数frは、先程の3値ストリーム信号d(t)と共に伝送変調器4に入力され、伝送変調器の中で両者を掛け合わし、振幅変調出力d(t)×sin(2π×fr×t)を得る。図14は変調後の信号波形を示しており、d(t)=1の時に周波数frのみが存在し、pwm(t)=0の時には信号が0になり、d(t)=−1の時には位相の反転した周波数frのみが存在することを示している。   The signal of the frequency fr is expressed by a mathematical expression of sin (2π × fr × t). The frequency fr is input to the transmission modulator 4 together with the ternary stream signal d (t), and multiplied in the transmission modulator to obtain an amplitude modulation output d (t) × sin (2π × fr × t). Get. FIG. 14 shows a signal waveform after modulation. When d (t) = 1, only the frequency fr exists, and when pwm (t) = 0, the signal becomes 0, and d (t) = − 1. It sometimes shows that there is only a frequency fr whose phase is inverted.

振幅変調出力は、実施の形態1の場合と同様に電力増幅器5で電力増幅がなされ、LC共振器6、7を介して、受信側へ伝達される。   The amplitude modulation output is amplified by the power amplifier 5 in the same manner as in the first embodiment, and is transmitted to the reception side via the LC resonators 6 and 7.

LC共振器7で受信した電力増幅された振幅変調信号は、データ復調器40で復調がなされる。データ復調器40は、実施の形態1の伝送復調器8とは異なりd(t)が“1”,”−1“の状態で同一の包絡線となるために包絡線検波を用いることは出来ない。すなわち、3値ストリームが振幅変調された信号は波形の包絡線検波ではなく、発振周波数の位相が0、πかに応じて変調された信号を位相復調する必要がある。   The power-amplified amplitude modulation signal received by the LC resonator 7 is demodulated by the data demodulator 40. Unlike the transmission demodulator 8 of the first embodiment, the data demodulator 40 can use envelope detection because it has the same envelope when d (t) is “1”, “−1”. Absent. That is, the signal whose amplitude is modulated from the ternary stream is not subjected to envelope detection of the waveform, and the signal modulated according to whether the phase of the oscillation frequency is 0 or π needs to be phase-demodulated.

一般的に位相に情報が重畳された信号を復調するには同期検波を用いる。同期検波とは変調周波数frを別手段で生成しそれを信号と掛け算することにより原信号を得る方法である。
・d(t)=1の時、sin(2π×fr×t)×sin(2π×fr×t)=(1−cos(2π×fr×t))/2
・d(t)=0の時、0×sin(2π×fr×t)=0
・d(t)=−1の時、―sin(2π×fr×t)×sin(2π×fr×t)=−(1−cos(2π×fr×t))/2
であるから、ローパスフィルターによりcos(2π×fr×t)を除去すれば、1/2、0、−1/2が復調される。信号を2倍すれば各々1、0、−1が復元出来る。
Generally, synchronous detection is used to demodulate a signal in which information is superimposed on a phase. The synchronous detection is a method of obtaining an original signal by generating a modulation frequency fr by another means and multiplying it with a signal.
When d (t) = 1, sin (2π × fr × t) × sin (2π × fr × t) = (1−cos (2π × fr × t)) / 2
When d (t) = 0, 0 × sin (2π × fr × t) = 0
When d (t) = − 1, −sin (2π × fr × t) × sin (2π × fr × t) = − (1−cos (2π × fr × t)) / 2
Therefore, if cos (2π × fr × t) is removed by the low-pass filter, 1/2, 0, and −1/2 are demodulated. If the signal is doubled, 1, 0 and -1 can be restored.

データ復調器40はこのような動作をするものである。この時、変調周波数の生成や掛け算必要な電力は、42の電力取出し器で取り出せば良い。電力取出し器は図9の伝送復調器と同一の構成で構成可能である。   The data demodulator 40 operates as described above. At this time, the power required for generation and multiplication of the modulation frequency may be extracted by 42 power extractors. The power extractor can be configured in the same configuration as the transmission demodulator of FIG.

同期検波を行い3値ストリームd(t)を生成した後は、必要に応じて増幅器41で電力増幅を行い、ローパスフィルター9により元の音声信号を復元しスピーカ10が演奏される。   After performing synchronous detection and generating the ternary stream d (t), power amplification is performed by the amplifier 41 as necessary, the original audio signal is restored by the low-pass filter 9, and the speaker 10 is played.

かかる構成によれば、3値ストリームを振幅変調によって伝送した場合でも、同期検波によりも音声信号を復元出来、配線の無い無線スピーカを提供することが出来る。   According to such a configuration, even when a ternary stream is transmitted by amplitude modulation, an audio signal can be restored by synchronous detection, and a wireless speaker without wiring can be provided.

本発明にかかる磁気共振型無線音声送信装置、磁気共振型無線音声受信装置、及び、磁気共振型無線音声伝送システムは、無線で電力と音声を同時に伝送出来るため、設置の自由な無線スピーカに使用できる。また、音声以外の信号(例えば映像信号)を伝送すれば映像表示装置などの、データと電力の双方を用いる機器すべてに応用可能である。   The magnetic resonance type wireless audio transmission device, the magnetic resonance type wireless audio reception device, and the magnetic resonance type radio audio transmission system according to the present invention can be used for a wireless speaker that can be freely installed because it can transmit power and audio simultaneously by radio. it can. Further, if a signal other than audio (for example, a video signal) is transmitted, the present invention can be applied to all devices using both data and power, such as a video display device.

1、11、15、27、34 入力端子
2 ストリーム変調器
3 共振周波数発振器
4 伝送変調器
5 電力増幅器
6、7 LC共振器
8 伝送復調器
9 ローパスフィルター
10 スピーカ
12 鋸歯状波発生器
13 比較器
14、20、26、33、38 出力端子
16 加算器
17 積分器
18 量子化器
19 遅延器
21 水晶発振子
22 CMOSインバーター
23 抵抗器
24、25 コンデンサ
28 駆動回路
29、30 トランジスタ
31 バンドパスフィルター
32、35 マッチング回路
36 整流器
37 包絡線検波器
40 データ復調器
41 増幅器
42 電力取出し器
100 無線プレーヤー
101 無線スピーカ
102 電源部
103、104 無線通信部
105 充電式電池
106 スピーカ駆動手段
107 スピーカ
1, 11, 15, 27, 34 Input terminal 2 Stream modulator 3 Resonant frequency oscillator 4 Transmission modulator 5 Power amplifier 6, 7 LC resonator 8 Transmission demodulator 9 Low pass filter 10 Speaker 12 Sawtooth generator 13 Comparator 14, 20, 26, 33, 38 Output terminal 16 Adder 17 Integrator 18 Quantizer 19 Delay device 21 Crystal oscillator 22 CMOS inverter 23 Resistor 24, 25 Capacitor 28 Drive circuit 29, 30 Transistor 31 Band pass filter 32 , 35 Matching circuit 36 Rectifier 37 Envelope detector 40 Data demodulator 41 Amplifier 42 Power extractor 100 Wireless player 101 Wireless speaker 102 Power supply unit 103, 104 Wireless communication unit 105 Rechargeable battery 106 Speaker drive means 107 Speaker

Claims (7)

特定周波数を発振する共振周波数発振器と、
低域濾過処理により音声信号となるシリアル信号、を生成するストリーム変調器と、
前記シリアル信号を前記特定周波数で変調した変調信号に変換する伝送変調器と、
前記変調信号を電力増幅する電力増幅器と、
電力増幅された前記変調信号を前記特定周波数で磁気共振させる共振器と、
を具備する磁気共振型無線音声送信装置。
A resonant frequency oscillator that oscillates a specific frequency;
A stream modulator that generates a serial signal that becomes an audio signal by low-pass filtering;
A transmission modulator that converts the serial signal into a modulated signal modulated at the specific frequency;
A power amplifier for amplifying the modulation signal;
A resonator that magnetically resonates the modulated signal with power amplified at the specific frequency;
A magnetic resonance type wireless voice transmitting apparatus comprising:
前記ストリーム変調器は、シリアル信号を生成する際に、パルス幅変調、パルス密度変調、3値変調、のいずれかの変調を用いる、
請求項1に記載の磁気共振型無線音声送信装置。
The stream modulator uses any one of pulse width modulation, pulse density modulation, and ternary modulation when generating a serial signal.
The magnetic resonance type radio | wireless audio | voice transmission apparatus of Claim 1.
前記伝送変調器が行う変調は、振幅変調である、
請求項1乃至請求項2のいずれかに記載の磁気共振型無線音声送信装置。
The modulation performed by the transmission modulator is amplitude modulation.
The magnetic resonance type radio | wireless audio | voice transmission apparatus in any one of Claim 1 thru | or 2.
特定周波数で磁気共振する共振器と、
前記共振器からの入力を復調し、シリアル信号を復元する伝送復調器と、
前記シリアル信号を低域濾過処理により音声信号に変換するローパスフィルターと、
前記音声信号を出力するスピーカと、
を具備する磁気共振型無線音声受信装置。
A resonator that magnetically resonates at a specific frequency;
A transmission demodulator that demodulates the input from the resonator and restores the serial signal;
A low-pass filter that converts the serial signal into an audio signal by low-pass filtering;
A speaker for outputting the audio signal;
A magnetic resonance type radio sound receiving apparatus comprising:
前記伝送復調器は、全波整流と包絡線検波とにより信号を復調する、
請求項4に記載の磁気共振型無線音声受信装置。
The transmission demodulator demodulates the signal by full-wave rectification and envelope detection,
The magnetic resonance type radio | wireless audio | voice receiving apparatus of Claim 4.
前記伝送復調器は同期検波により信号を復調する、
請求項4に記載の磁気共振型無線音声受信装置。
The transmission demodulator demodulates the signal by synchronous detection;
The magnetic resonance type radio | wireless audio | voice receiving apparatus of Claim 4.
請求項1乃至請求項3のいずれかに記載の磁気共振型無線音声送信装置と、
請求項4乃至請求項6のいずれかに記載の磁気共振型無線音声受信装置と、
を備えた磁気共振型無線音声伝送システム。
A magnetic resonance type wireless audio transmission apparatus according to any one of claims 1 to 3,
A magnetic resonance type wireless audio receiver according to any one of claims 4 to 6,
Magnetic resonance type wireless audio transmission system.
JP2010014970A 2010-01-27 2010-01-27 Magnetic resonance type radio sound transmission device, magnetic resonance type radio sound reception device, and magnetic resonance type radio sound transmission system Pending JP2011155427A (en)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP2010014970A JP2011155427A (en) 2010-01-27 2010-01-27 Magnetic resonance type radio sound transmission device, magnetic resonance type radio sound reception device, and magnetic resonance type radio sound transmission system

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP2010014970A JP2011155427A (en) 2010-01-27 2010-01-27 Magnetic resonance type radio sound transmission device, magnetic resonance type radio sound reception device, and magnetic resonance type radio sound transmission system

Publications (1)

Publication Number Publication Date
JP2011155427A true JP2011155427A (en) 2011-08-11

Family

ID=44541081

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
JP2010014970A Pending JP2011155427A (en) 2010-01-27 2010-01-27 Magnetic resonance type radio sound transmission device, magnetic resonance type radio sound reception device, and magnetic resonance type radio sound transmission system

Country Status (1)

Country Link
JP (1) JP2011155427A (en)

Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US9706307B2 (en) 2011-10-24 2017-07-11 Samsung Electronics Co., Ltd. Sound system using wireless power transmission
WO2023162681A1 (en) * 2022-02-24 2023-08-31 国立大学法人東京工業大学 Multiplexing circuit

Cited By (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US9706307B2 (en) 2011-10-24 2017-07-11 Samsung Electronics Co., Ltd. Sound system using wireless power transmission
KR101808086B1 (en) * 2011-10-24 2017-12-14 삼성전자주식회사 Sound system using wireless power transmission
WO2023162681A1 (en) * 2022-02-24 2023-08-31 国立大学法人東京工業大学 Multiplexing circuit

Similar Documents

Publication Publication Date Title
JP5789790B2 (en) Power transmission device and wireless power transmission system
KR101777434B1 (en) Systems and methods for detecting data communication over a wireless power link
KR101649483B1 (en) Resonance Power Generator
US20120287985A1 (en) Wireless power and data transmission system, power transmitting apparatus, and power receiving apparatus
JPH10256843A (en) Linear amplifying device and method
JP2015037229A (en) Non-contact power supply system, receiving apparatus, and analog circuit
JP2012253746A (en) Wireless power data transmission system, power transmission apparatus, and power reception apparatus
JP2013211891A (en) Method and apparatus for producing triangular wave with low audio band noise content
JP2011155427A (en) Magnetic resonance type radio sound transmission device, magnetic resonance type radio sound reception device, and magnetic resonance type radio sound transmission system
US20030202664A1 (en) Method and device for reducing high frequency error components of a multi-channel modulator
AU2012211573A1 (en) Method of outputting audio signal and audio signal output apparatus using the method
JP2008306234A (en) Pulse-width modulating circuit, pulse-width modulating method, parametric speaker, and pulse-width modulation control program
JP5423317B2 (en) Amplifier, transmitter and amplification method
US7212787B2 (en) Wireless audio transmission system
CN210986389U (en) Noise reduction circuit and electronic equipment
US9203359B2 (en) Amplifier and audio device provided with amplifier
JP5613672B2 (en) Digital amplifier
JPH0563457A (en) Delta/sigma modulation amplifier
CN211606803U (en) Digital constant-voltage power amplifier structure
JPS61105101A (en) High efficiency ssb transmitter
JPH0775291B2 (en) Class D amplifier
JPH07221564A (en) Class d amplifier
US20030129945A1 (en) Wireless audio transmission system
JP4461193B1 (en) Infrared signal decoding circuit and infrared signal decoding method
US20120328131A1 (en) System for High Efficiency Vibratory Acoustic Stimulation